本發(fā)明涉及墨水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有抗菌功能的顏色玻璃墨水及其制備方法。
背景技術(shù)：
玻璃墨水是含有特定玻璃色料和釉料粉體的懸浮液體，利用其色彩和功能性通過噴墨技術(shù)打印在玻璃上，實現(xiàn)玻璃表面的個性化和功能化效果。顏色玻璃墨水是在玻璃墨水中加入顏料從而呈現(xiàn)相應(yīng)顏色。
現(xiàn)有技術(shù)中的顏色玻璃墨水存在均勻性差和附著性差的問題。
基于此，亟需找到相應(yīng)解決方案。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種顏色玻璃墨水，具有較好的均勻性，噴墨打印在玻璃表面，具有較好的附著性。
本發(fā)明的目的之二在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種顏色玻璃墨水的制備方法，采用該方法制得的顏色玻璃墨水，具有較好的均勻性，噴墨打印在玻璃表面，具有較好的附著性。
本申請人研究發(fā)現(xiàn)，在制備顏色玻璃墨水的過程中，將玻璃顏料粉末單獨預(yù)先制備，而不是將玻璃顏料的原料無機色料和助熔劑直接同時與功能粉末、輔助劑（如分散劑、表面活性劑等）等其他原料混合，而且，玻璃顏色粉末的單獨制備采用將無機色料和助熔劑共燒的方法，令人驚奇的發(fā)現(xiàn)，由此制得的顏色玻璃墨水具有較好的均勻性和附著性。
本申請人經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，助熔劑與無機色料的表面性質(zhì)不一致，分散劑不一定能對兩者同時進行穩(wěn)定的分散，而本發(fā)明采用助熔劑與無機色料預(yù)先共燒的方法，可以使助熔劑和無機色料的表面性質(zhì)趨于一致，同時使助熔劑的玻璃相均勻包裹無機色料，從而使制得的顏色玻璃墨水在玻璃表面具有更好的附著性。
為實現(xiàn)上述目的之一，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
一種具有抗菌功能的顏色玻璃墨水，主要由以下重量百分比的原料制成：
玻璃顏料粉末25~50wt%
有機溶劑48~80wt%
分散劑3~10wt%
表面活性劑0.5~2wt%
結(jié)合劑1~4wt%
防沉劑0.5~3wt%
功能粉末2~5wt%；
其中，所述玻璃顏料粉末由助熔劑和無機顏料按質(zhì)量比100：（25~100）制成；
所述功能粉末為石墨烯復(fù)合改性tio2粉末。
優(yōu)選的，所述助熔劑為al2o3、cao、sio2、caf2中的至少一種。
優(yōu)選的，所述無機顏料為包裹紅、包裹黃、鋁鈷藍、鋅鈷藍、鉻鈷黑中的一種。
優(yōu)選的，所述有機溶劑為松節(jié)油、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇二丁醚、二乙二醇丁醚、環(huán)己酮、異丙酮中的至少一種。
優(yōu)選的，所述分散劑為聚丙烯酸酯型、聚烯烴型、聚酯型中的至少一種。
優(yōu)選的，所述表面活性劑為聚氧乙烯醚、司盤80、司盤60、吐溫80、吐溫60、石油磺酸銨、十二烷基苯磺酸鈉、c8-c18羧酸銨、醚羧酸、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一種。
優(yōu)選的，所述結(jié)合劑為聚硅氮烷。
優(yōu)選的，所述防沉劑為烷基磷酸酯、多元醇脂肪酸酯、聚酰胺蠟中的至少一種。
為實現(xiàn)上述目的之二，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
一種如上所述顏色玻璃墨水的制備方法，包括以下步驟：
玻璃顏料粉末的制備步驟：將助熔劑與無機顏料按質(zhì)量比100：（25~100）混合，置于電爐900℃~1000℃下熔融，保溫0.5~1.5h后猝冷，得玻璃塊，粉粹后研磨、過濾、烘干，即得所述玻璃顏料粉末；
功能粉末的制備步驟：包括以下兩個步驟：
a.改性tio2的制備步驟：
配置無水乙醇：水=1:1溶液，滴加氨水至溶液ph=9，加入鈦白粉后超聲波分散30min，將溶液倒入三口瓶內(nèi)，在恒溫水浴75℃條件下再攪拌30min，慢慢滴加偶聯(lián)劑kh550，用量1~2ml，繼續(xù)水浴攪拌1h，最后待其降至常溫后過濾，再用無水乙醇洗滌一次，最后烘干，得到改性ti02；
b.石墨烯復(fù)合tio2的制備步驟：
利用hummers方法將石墨粉制成氧化石墨懸浮液，趁熱抽濾，將過濾物用5%鹽酸與去離子水洗滌并烘干，得到氧化石墨粉，將上述改性tio2與氧化石墨粉按質(zhì)量100:（35~50）混合，加熱至900℃，保溫熱解1h，冷卻至常溫后將產(chǎn)物加入到二甲基甲酰胺（dmf）中，超聲分散30min，最后用無水乙醇：水=1:1溶液洗滌，干燥得到石墨烯復(fù)合tio2，即為功能粉末；
復(fù)配步驟：按所述重量百分比，將玻璃顏料粉末、功能粉末、有機溶劑、分散劑、表面活性劑、結(jié)合劑、防沉劑充分混合分散后，用高速砂磨機研磨至噴頭適用范圍，控制粒徑d50=300~600nm，d100<1μm，粘度控制在10~40mpa·s內(nèi)，得到所述顏色玻璃墨水。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明一種顏色玻璃墨水及其制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下創(chuàng)新點：
第一、玻璃顏料是單獨預(yù)先制備的，而不是在制備墨水時無機色料與助熔劑同時加入，后者的做法有可能會導致墨水整體的不均勻性，因為助熔劑與無機色料的表面性質(zhì)并不一致，分散劑不一定能對兩者同時穩(wěn)定分散。采用助熔劑與無機色料預(yù)先共燒的方法，可以使兩者表面性質(zhì)趨于一致，同時使助熔劑的玻璃相均勻包裹無機色料，使墨水與玻璃基質(zhì)有更好的附著性。
第二、該玻璃顏料包含無機色料與玻璃熔塊，可以賦予玻璃良好的裝飾效果。
具體實施方式
結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。
實施例1
本實施例一種顏色玻璃墨水的制備方法，具體包括以下步驟：
第一步、助熔劑與無機色料共燒取30gal2o3、15gcao、45gsio2、8gli2o、2gcaf2與50g包裹硒鎘紅混合，置于200ml坩堝，同時共燒5份（因為墨水制備量應(yīng)不少于1.5kg，所需顏料應(yīng)不少于600g），共燒溫度980℃保溫1.5h后猝冷，得到塊狀玻璃顏料，投入球磨罐研磨30min，過濾，干燥，得到玻璃顏料粉末。
第二步、制備改性tio2：配置無水乙醇：水=1:1溶液100ml，滴加氨水至溶液ph=9，加入鈦白粉20g后超聲波分散30min，將溶液倒入250ml三口瓶內(nèi)，在恒溫水浴75℃條件下再攪拌30min，慢慢滴加偶聯(lián)劑kh550，用量1~2ml，繼續(xù)水浴攪拌1h，最后待其降至常溫后過濾，產(chǎn)物經(jīng)無水乙醇洗滌，烘干，得到改性ti02粉末。按上述方法制備2份，得到共40~50g改性ti02粉末。
第三步、制備石墨烯復(fù)合tio2：利用hummers方法將采購的石墨粉制成氧化石墨（懸浮液），趁熱抽濾，用5%稀鹽酸和去離子水反復(fù)洗滌過濾物，最后烘干，得到40~50g氧化石墨粉。將40g改性tio2與16g氧化石墨粉混合加熱至900℃，保溫（熱解）1h，冷卻至常溫后將產(chǎn)物加入到二甲基甲酰胺（dmf）中，超聲分散30min，將產(chǎn)物用無水乙醇洗滌，干燥得到約50g石墨烯復(fù)合tio2功能粉末。
第四步、制備墨水（不少于1.5kg）玻璃顏料600g、功能粉末30g、聚丙烯酸酯分散劑87g、司盤-80表面活性劑8.7g、聚硅氮烷21.75g、防沉劑13.05g、二乙二醇丁醚類溶劑739.5g充分混合分散，投入高速砂磨機研磨3~5h，控制粒徑d50=300~600nm，d100<1μm，得到玻璃墨水，粘度可根據(jù)實際情況調(diào)整溶劑比例。
實施例2
本實施例一種顏色玻璃墨水的制備方法，具體包括以下步驟：
第一步、助熔劑與無機色料共燒取25gal2o3、25gcao、35gsio2與50g包裹黃混合，置于200ml坩堝，同時共燒5份（因為墨水制備量應(yīng)不少于1.5kg，所需顏料應(yīng)不少于600g），共燒溫度950℃保溫1.5h后猝冷，得到塊狀玻璃顏料，投入球磨罐研磨30min，過濾，干燥，得到玻璃顏料粉末。
第二步、制備改性tio2：配置無水乙醇：水=1:1溶液100ml，滴加氨水至溶液ph=9，加入鈦白粉20g后超聲波分散30min，將溶液倒入250ml三口瓶內(nèi)，在恒溫水浴75℃條件下再攪拌30min，慢慢滴加偶聯(lián)劑kh550，用量1~2ml，繼續(xù)水浴攪拌1h，最后待其降至常溫后過濾，產(chǎn)物經(jīng)無水乙醇洗滌，烘干，得到改性ti02粉末。按上述方法制備2份，得到共40~50g改性ti02粉末。
第三步、制備石墨烯復(fù)合tio2：利用hummers方法將采購的石墨粉制成氧化石墨（懸浮液），趁熱抽濾，用5%稀鹽酸和去離子水反復(fù)洗滌過濾物，最后烘干，得到40~50g氧化石墨粉。將40g改性tio2與16g氧化石墨粉混合加熱至900℃，保溫（熱解）1h，冷卻至常溫后將產(chǎn)物加入到二甲基甲酰胺（dmf）中，超聲分散30min，將產(chǎn)物用無水乙醇洗滌，干燥得到約50g石墨烯復(fù)合tio2功能粉末。
第四步、制備墨水（不少于1.5kg）玻璃顏料550g、功能粉末40g、聚丙烯酸酯分散劑95g、司盤-80表面活性劑11.7g、聚硅氮烷25.3g、防沉劑15.8g、二乙二醇丁醚有機溶劑852.6g充分混合分散，投入高速砂磨機研磨3~5h，控制粒徑d50=300~600nm，d100<1μm，得到玻璃墨水，粘度可根據(jù)實際情況調(diào)整溶劑比例。
實施例3
本實施例一種顏色玻璃墨水的制備方法，具體包括以下步驟：
第一步、助熔劑與無機色料共燒取15gsio2、20gli2o、5gcaf2與50g鋅鈷藍混合，置于200ml坩堝，同時共燒5份（因為墨水制備量應(yīng)不少于1.5kg，所需顏料應(yīng)不少于600g），共燒溫度1000℃保溫1.5h后猝冷，得到塊狀玻璃顏料，投入球磨罐研磨30min，過濾，干燥，得到玻璃顏料粉末。
第二步、制備改性tio2：配置無水乙醇：水=1:1溶液100ml，滴加氨水至溶液ph=9，加入鈦白粉20g后超聲波分散30min，將溶液倒入250ml三口瓶內(nèi)，在恒溫水浴75℃條件下再攪拌30min，慢慢滴加偶聯(lián)劑kh550，用量1~2ml，繼續(xù)水浴攪拌1h，最后待其降至常溫后過濾，產(chǎn)物經(jīng)無水乙醇洗滌，烘干，得到改性ti02粉末。按上述方法制備2份，得到共40~50g改性ti02粉末。
第三步、制備石墨烯復(fù)合tio2：利用hummers方法將采購的石墨粉制成氧化石墨（懸浮液），趁熱抽濾，用5%稀鹽酸和去離子水反復(fù)洗滌過濾物，最后烘干，得到40~50g氧化石墨粉。將40g改性tio2與16g氧化石墨粉混合加熱至900℃，保溫（熱解）1h，冷卻至常溫后將產(chǎn)物加入到二甲基甲酰胺（dmf）中，超聲分散30min，將產(chǎn)物用無水乙醇洗滌，干燥得到約50g石墨烯復(fù)合tio2功能粉末。
第四步、制備墨水（不少于1.5kg）玻璃顏料650g、功能粉末50g、聚丙烯酸酯分散劑100g、司盤-80表面活性劑10.3g、聚硅氮烷22.1g、防沉劑15g、二乙二醇丁醚類溶劑832.6g充分混合分散，投入高速砂磨機研磨3~5h，控制粒徑d50=300~600nm，d100<1μm，得到玻璃墨水，粘度可根據(jù)實際情況調(diào)整溶劑比例。
最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。