[发明专利]一种彩釉数码喷印玻璃墨水及其制备方法

说明书

本发明提供一种彩釉数码喷印玻璃墨水，包括玻璃颜料分散液、树脂溶液和助剂；玻璃颜料分散液包括玻璃基料、无机色料、表面改性剂、高分子分散剂和有机溶剂；表面改性剂为大分子钛酸酯型表面改性剂；高分子分散剂为聚丙烯酸类分散剂或聚甲基丙烯酸类分散剂；玻璃基料中不含铅、铋等有毒元素。由此，既能实现墨水的实时定影收束，解决墨水喷印在表面光滑的玻璃基材上时，图案颜色容易互渗、打印精度低的技术痛点，又能增强墨水分散稳定性，制备出D99≤800nm的数码喷印玻璃墨水，有效保证墨水和玻璃产品后期使用的可靠性和稳定性。

技术领域

本发明涉及玻璃装饰技术领域，具体是涉及一种彩釉数码喷印玻璃墨水以及这种墨水的制备方法。

背景技术

数码喷印彩釉玻璃具有图案精细度高，画面个性化定制，使用寿命与玻璃本体相同等优点，并且制作过程与传统工艺相比，具备绿色环保、节约印制材料等优势，近年来广泛应用于户外幕墙、户外壁画、景观装饰、室内装饰等领域。

数码喷印玻璃墨水是彩釉玻璃生产的关键材料，但现有产品中，均含有Bi₂O₃等有害促熔组分，还存在墨水颗粒粒径过大(D99的范围为1000～1200nm)，在小皮升喷头(液滴10pl)喷墨打印设备上应用容易出现堵塞喷头的问题，影响墨水的打印流畅性；以及墨水喷印在表面光滑的玻璃基材上时，图案颜色容易互渗，打印精度低的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种彩釉数码喷印玻璃墨水，不含有铋、铅等有害促熔成分，具有稳定性好，适用于小皮升喷头，消除颜色互渗情况，打印精度高的优点。

本发明的第二目的是提供一种彩釉数码喷印玻璃墨水的制备方法，用于制备上述彩釉数码喷印玻璃墨水。

为了实现上述的第一目的，本发明提供一种彩釉数码喷印玻璃墨水，包括玻璃颜料分散液、树脂溶液和助剂；玻璃颜料分散液包括玻璃基料、无机色料、表面改性剂、高分子分散剂和有机溶剂；表面改性剂为大分子钛酸酯型表面改性剂；高分子分散剂为聚丙烯酸类分散剂或聚甲基丙烯酸类分散剂。

由上述方案可见，玻璃墨水中的色料常为无机金属氧化物，化学稳定性差，喷印图案烧结时色料易与基料发生反应，造成色料展色效果差，颜色暗沉。利用大分子钛酸酯型表面改性剂的水解反应，在色料表面成膜，吸附于色料表面，完成色料的表面改性，提高色料化学稳定性，实现墨水的小颗粒粒径和良好分散稳定性，延长墨水使用寿命，解决打印或待机性能差的系列问题。另一方面，大分子钛酸酯型表面改性剂与聚丙烯酸类分散剂及聚甲基丙烯酸类分散剂之间具有良好相互作用，两者相互交联，有利于聚合物链段和色料的相互渗透，使打印后成膜过程中膜的毛细作用力和总表面积增大，促进形成致密性更高的膜，提高墨水的扩散约束性，实现墨水的实时定影收束，从而降低或消除基材上墨水间的颜色互渗问题。

进一步的方案是，大分子钛酸酯型表面改性剂含有聚丙烯酸酯类或聚甲基丙烯酸酯类结构。

由上述方案可见，大分子钛酸酯型表面改性剂中的大分子与丙烯酸酯类大分子链及甲基丙烯酸酯类大分子链的结构或极性相近，二者之间可形成良好的相互作用。

进一步的方案是，大分子钛酸酯型表面改性剂具有结构式

其中，R1、R2为碳原子数在1至5的短链烷烃。

由上述方案可见，上述大分子钛酸酯型表面改性剂中与钛原子相连的是易水解的短链烷基，可以与存在于无机色料表面的羟基、亚胺基、胺基等基团的活泼氢发生化学键合，而其大分子与丙烯酸类大分子链及甲基丙烯酸类大分子链的结构或极性相近，二者可形成良好的相互作用，从而在无机色料和丙烯酸类分散剂之间架桥、偶联，既有效地改善了无机色料在丙烯酸类分散剂中的相容性和分散性，又提高了墨水的扩散约束性，从而实现更小粒径和更佳分散稳定性的、无颜色互渗的玻璃墨水的开发。