噴墨打印技術(shù)在陶瓷上的應(yīng)用關(guān)鍵在于陶瓷墨水的制備。所謂陶瓷墨水就是含有某種陶瓷坯料成分、陶瓷色料或陶瓷著色劑的墨水。陶瓷墨水的組成和性能與打印機(jī)的工作原理和墨水用途有關(guān)。陶瓷墨水通常由陶瓷粉料（色料、著色劑）、溶劑、分散劑、結(jié)合劑、表面活性劑及其它輔料構(gòu)成。陶瓷粉料（色料、著色劑）是墨水的核心物質(zhì)，要求其顆粒度小于１微米，顆粒尺寸分布要窄，顆粒之間不能有強(qiáng)團(tuán)聚，具有良好的穩(wěn)定性，受溶劑等其它物質(zhì)的影響小。溶劑是把陶瓷粉料（色料、著色劑）從打印機(jī)輸送到受體上的載體，同時(shí)又控制著干燥時(shí)間，使墨水粘度、表面張力等不易隨溫度變化而改變，溶劑一般采用水溶性有機(jī)溶劑，如：醇、多元醇、多元醇醚和多糖等。分散劑是幫助陶瓷粉料（色料）均勻地分布在溶劑中，并保證在噴印前粉料不發(fā)生團(tuán)聚。分散劑主要是一些水溶性和油溶性高分子類、苯甲酸及其衍生物、聚丙烯酸及其共聚物等。結(jié)合劑是保障打印的陶瓷坯體或色料具有一定的強(qiáng)度，便于生產(chǎn)操作，同時(shí)可調(diào)節(jié)墨水的流動(dòng)性能，通常樹脂能起到結(jié)合劑和分散劑的雙重作用。表面活性劑是控制墨水的表面張力在適合的范圍內(nèi)。其它輔助材料主要有墨水ＰＨ值調(diào)節(jié)劑、催干劑、防腐劑等。
    陶瓷墨水的性能要求除普通墨水的顆粒度、粘度、表面張力、電導(dǎo)率、ＰＨ值以外，根據(jù)陶瓷應(yīng)用特點(diǎn)還要求一些特殊性能：１、要求陶瓷粉料（色劑）在溶劑中能保持良好的化學(xué)和物理穩(wěn)定性，經(jīng)長時(shí)間存放，不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)變化和顆粒團(tuán)聚沉淀。２、要求在打印過程中，陶瓷（色料）顆粒能在短時(shí)間內(nèi)以最有效的堆積結(jié)構(gòu)排列，附著牢固，獲得較大密度的打印層，以便煅燒后具有高的燒結(jié)密度。３、要求打印的色劑具有高溫?zé)珊蠓€(wěn)定和良好的呈色性能以及與坯釉的匹配性能。陶瓷墨水的一般性能要求見表一。

三、陶瓷墨水的制備

獲取超細(xì)陶瓷（色料）粉體和將一定含量的陶瓷粉體均勻穩(wěn)定地分散在溶劑中而不使其團(tuán)聚成大顆粒（小于１微米）是陶瓷墨水制備的核心技術(shù)。目前制備陶瓷墨水的方法主要有分散法、溶膠法和反相微乳液法。按照分散法的原理，許多制備陶瓷超細(xì)粉體的方法均可用于制備陶瓷墨水。按原料起始狀態(tài)，陶瓷（色料）超細(xì)粉體的制備方法可分為固相法、液相法和氣相法三大類。

１、固相法

固相法的特點(diǎn)是設(shè)備簡單、操作方便，但所得粉體不夠純，粒度分布較大。固相法主要有機(jī)械粉碎法和固相反應(yīng)法兩類。機(jī)械粉碎法可利用高能球磨機(jī)加工超細(xì)粉體。固相反應(yīng)法又有燃燒法和熱分解法之分。燃燒法是指把金屬鹽或金屬氧化物按配方充分混合、研磨后進(jìn)行煅燒，發(fā)生固相反應(yīng)后，直接或通過研磨得到陶瓷超細(xì)粉體。熱分解法是利用金屬化合物的熱分解來制備陶瓷超細(xì)粉體，即Ａ?ｓ?→Ｂ?ｓ?＋Ｃ?ｇ?。

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２、液相法

液相法是目前實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上廣泛采用的制備陶瓷超細(xì)粉體的方法，很有發(fā)展前途，其基本過程原理是：選擇一種或多種合適的可溶性金屬鹽類，按所制備的材料組成計(jì)量配制成溶液，使各元素呈離子或分子態(tài)，再選擇一種合適的沉淀劑或用蒸發(fā)、升華、水解等操作，使金屬離子均勻沉淀或結(jié)晶出來，最后將沉淀或結(jié)晶出來的物質(zhì)脫水或加熱分解而得到超細(xì)的陶瓷粉體。液相法中主要有沉淀法、水熱法、溶膠—凝膠法和水解法。沉淀法又可分為直接沉淀法、共沉淀法和均勻沉淀法等，都是利用生成沉淀的液相反應(yīng)來制備陶瓷超細(xì)粉體；水熱法是通過高溫高壓在水溶液或蒸汽中合成物質(zhì)，再經(jīng)分離和熱處理得到陶瓷超細(xì)粉體；溶膠—凝膠法是利用金屬醇鹽的水解和聚合反應(yīng)制備金屬氧化物或金屬氫氧化物的均勻溶膠，然后利用溶劑、催化劑、配合劑等將溶膠濃縮成透明凝膠，凝膠經(jīng)干燥、熱處理得到陶瓷超細(xì)粉體；水解法是利用化合物的水解反應(yīng)產(chǎn)物（氫氧化物或水合物沉淀），經(jīng)過濾、干燥、煅燒等工序得到超細(xì)粉體。

３、氣相法

氣相法是直接利用氣體，或者通過各種手段將物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，使之在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理變化或化學(xué)反應(yīng)，最后在冷卻過程中凝聚長大形成超細(xì)微粒的方法。用該法可制備純度高、顆粒分散性好、粒徑分布窄、粒徑小的陶瓷超細(xì)粉體。氣相法又可分為氣體中蒸發(fā)法、化學(xué)氣相反應(yīng)法、濺射源法、金屬蒸汽合成法等。

近幾年，國內(nèi)已有單位從事噴墨打印用陶瓷墨水的研究與開發(fā)，發(fā)表了一些研究論文。主要研究單位與代表性的相關(guān)論文有：天津大學(xué)的“Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制備連續(xù)式噴墨打印用彩色陶瓷墨水的理化性能”、“反相微乳液法制備高濃度ＺｒＯ２陶瓷墨水”、“ＢａＴｉＯ３陶瓷墨水的制備與性能”；南昌航空工業(yè)學(xué)院的“噴打用藍(lán)色及紅色陶瓷表面裝飾墨水的制備與性能”；陜西科技大學(xué)的“反相微乳液法制備陶瓷裝飾用彩噴墨水”、大連理工大學(xué)的“Ａｌ２Ｏ３陶瓷墨水的乳化分散制備工藝”；中國地質(zhì)大學(xué)的“納米氧化鋯陶瓷墨水的制備”等。目前，公開的與陶瓷墨水制備相關(guān)的中國專利申請(qǐng)有：美國費(fèi)羅公司的“用于陶瓷釉面磚（瓦）和表面的彩色噴墨印刷的獨(dú)特的油墨和油墨組合”（００８１８２６１．２）；中國科學(xué)院化學(xué)研究所的“一種無機(jī)顏料水溶膠及制備方法和應(yīng)用”（２００４１０００１４３２．０）等。

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