2.墨水性能與制備方法
（1）墨水的性能
陶瓷噴墨打印質(zhì)量取決于陶瓷墨水的性能。墨水性能要與打印機最佳打印輸出相匹配。由于陶瓷粉料密度較大，納米級陶瓷粉又容易形成團聚體，因而陶瓷墨水一般由陶瓷微粉著色劑、分散劑、結(jié)合劑、溶劑及其它輔料構(gòu)成。陶瓷微粉的粒度要小于1弘m，顆粒尺寸分布要窄，顆粒之間不能有強團聚。著色劑的作用是使墨水呈現(xiàn)不同的顏色，彩色陶瓷墨水的著色劑是各種顏料，需具備以下條件：①具有良好的溶解穩(wěn)定性，即溶于水時不發(fā)生分解變色；②煅燒后具有良好的色彩呈現(xiàn)性；③要有一定的耐水性，即著色劑在水中的溶解度不能太大。通常情況下著色劑在水中的溶解度只要使墨水能打印出的圖像有良好的色彩飽和度就可以了，其中適宜的溶解度是最首要的條件。分散劑幫助陶瓷微粉均勻地分布在溶劑中，并保證在噴打之前微粒不發(fā)生團聚。分散性差的墨水會因陶瓷微粒在墨滴中分散不均勻而阻塞打印機的噴嘴。因此，分散劑的合理選擇及用量是十分關(guān)鍵的。分散劑主要是一些水溶性和油溶性高分子聚合物。結(jié)合劑的作用是在溶劑揮發(fā)后保障打出的陶瓷坯體具有足夠的結(jié)合強度，便于坯體的轉(zhuǎn)移操作。溶劑是把陶瓷微粒從打印機輸送到基板上的載體，同時又控制著干燥時間。它要有足夠強的揮發(fā)性以保證快速干燥，為多層沉積提供條件，同時也應(yīng)該是低黏度并且與其它成分之間有相容性。用于連續(xù)噴墨打印的陶瓷墨水還需加入少量導(dǎo)電鹽使墨水達到足夠的電導(dǎo)率，保證形成的墨滴能夠帶電，在偏轉(zhuǎn)電場作用下能夠改變路徑，打印到計算機指定的位置。
墨水保持一定的堿性（pH為8～9）可減少對金屬噴頭的腐蝕。如果墨水的pH值偏低，容易引起噴嘴堵塞和偏色現(xiàn)象，穩(wěn)定的pH值可減少這些現(xiàn)象的發(fā)生。但是，在制備黃色陶瓷墨水采用混有HN03的NHtVo溶液時，可用氨水將混合液調(diào)至pH為4。常用的pH調(diào)節(jié)劑有氨水、三甲氨、三乙醇胺、硫酸鹽等。它們可以單獨使用，也可以幾種物質(zhì)混合使用。這些物質(zhì)還有助于提高顏料的分散穩(wěn)定性。墨水中加入一些揮發(fā)性強的物質(zhì)有助于印出的圖案迅速干燥，從而不至于沾污與之接觸的物質(zhì)。常用的催干劑有乙醇、異丙醇等，其用量為墨水質(zhì)量的1%～10%。但是應(yīng)注意，低沸點溶劑的加入易引起噴打中斷和噴嘴堵塞。
�。�2）墨水的制備方法
目前墨水制備方法有兩種：一種是分散法，就把陶瓷微粉與溶劑、分散劑等成分混合，采用球磨和超聲波處理打開陶瓷微粉的初始團聚；另一種是用溶膠一凝膠（Sol—Gel）法制備墨水。
分散法是最常用的方法，一般是將陶瓷顏料粉末與分散介質(zhì)球磨混合后，用超聲分散，獲得穩(wěn)定的懸浮液。這種方法與傳統(tǒng)的漿料制備較為接近，期間需引入靜電一位阻穩(wěn)定機制，并加入各種物性調(diào)節(jié)劑及輔助成分。Teng等人采用分散法對噴墨打印用zr02陶瓷墨水的分散性、黏度、電導(dǎo)率進行了研究，并使用體積分數(shù)為5%、分散劑質(zhì)量分數(shù)為1.43%的zr02乙醇墨水成功地實現(xiàn)了陶瓷墨水的單層打印，獲得了良好的打印效果。分散法雖然工藝簡單，但要制得高度分散、高度穩(wěn)定的陶瓷墨水仍很困難。對于較大顆粒，盡管團聚程度較輕，但重力將造成失穩(wěn)；超細顆粒團聚往往較嚴重，很難徹底解聚。雖然有靜電一位阻機制的作用，但仍不足以起到高度分散、高度穩(wěn)定的作用。當(dāng)制備的陶瓷墨水濃度較高時，還可能出現(xiàn)絮凝性、觸變性等一些對實現(xiàn)噴墨打印不利的特性。溶膠一凝膠法是制備超細粉末和納米材料的一種濕化學(xué)方法，已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用，工藝技術(shù)也已經(jīng)成熟。該方法用于制備陶瓷墨水時，只利用其第1步，即溶膠的制備。
來源：集萃印花網(wǎng) 作者：薛朝華 賈順田
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