一种具有抗菌功能的颜色玻璃墨水及其制备方法技术

本发明专利技术涉及墨水技术领域，具体涉及一种具有抗菌功能的颜色玻璃墨水及其制备方法，与现有技术相比，具有以下创新点：第一、玻璃颜料是单独预先制备的，而不是在制备墨水时无机色料与助熔剂同时加入，后者的做法有可能会导致墨水整体的不均匀性，因为助熔剂与无机色料的表面性质并不一致，分散剂不一定能对两者同时稳定分散。采用助熔剂与无机色料预先共烧的方法，可以使两者表面性质趋于一致，同时使助熔剂的玻璃相均匀包裹无机色料，使墨水与玻璃基质有更好的附着性。第二、该玻璃颜料包含无机色料与玻璃熔块，可以赋予玻璃良好的装饰效果。

Colored glass ink with antibacterial function and preparation method thereof

The present invention relates to the technical field of ink, in particular relates to a glass with color ink and its preparation method and antibacterial function, compared with the existing technology, has the following innovations: first, glass pigment is separately prepared, but not in the preparation of inorganic pigment ink and flux added at the same time, the latter approach may will lead to uneven ink overall, because the surface properties of fluxes and inorganic pigment dispersing agent is not consistent, not necessarily for both stable dispersion. Using the method of flux and inorganic pigment pre sintering, can make the two surface properties are consistent, while the flux of the glass phase evenly coated with inorganic pigment, ink and glass matrix have better adhesion. Second, the glass pigment containing inorganic pigment and glass frit glass can give good decorative effect.

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗菌功能的颜色玻璃墨水及其制备方法
本专利技术涉及墨水
，具体涉及一种具有抗菌功能的颜色玻璃墨水及其制备方法。
技术介绍
玻璃墨水是含有特定玻璃色料和釉料粉体的悬浮液体，利用其色彩和功能性通过喷墨技术打印在玻璃上，实现玻璃表面的个性化和功能化效果。颜色玻璃墨水是在玻璃墨水中加入颜料从而呈现相应颜色。现有技术中的颜色玻璃墨水存在均匀性差和附着性差的问题。基于此，亟需找到相应解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于针对现有技术中的不足，而提供一种颜色玻璃墨水，具有较好的均匀性，喷墨打印在玻璃表面，具有较好的附着性。本专利技术的目的之二在于针对现有技术中的不足，而提供一种颜色玻璃墨水的制备方法，采用该方法制得的颜色玻璃墨水，具有较好的均匀性，喷墨打印在玻璃表面，具有较好的附着性。本申请人研究发现，在制备颜色玻璃墨水的过程中，将玻璃颜料粉末单独预先制备，而不是将玻璃颜料的原料无机色料和助熔剂直接同时与功能粉末、辅助剂（如分散剂、表面活性剂等）等其他原料混合，而且，玻璃颜色粉末的单独制备采用将无机色料和助熔剂共烧的方法，令人惊奇的发现，由此制得的颜色玻璃墨水具有较好的均匀性和附着性。本申请人经分析发现，助熔剂与无机色料的表面性质不一致，分散剂不一定能对两者同时进行稳定的分散，而本专利技术采用助熔剂与无机色料预先共烧的方法，可以使助熔剂和无机色料的表面性质趋于一致，同时使助熔剂的玻璃相均匀包裹无机色料，从而使制得的颜色玻璃墨水在玻璃表面具有更好的附着性。为实现上述目的之一，本专利技术提供的技术方案为：一种具有抗菌功能的颜色玻璃墨水，主要由以下重量百分比的原料制成：玻璃颜料粉末25~50wt%有机溶剂48~80wt%分散剂3~10wt%表面活性剂0.5~2wt%结合剂1~4wt%防沉剂0.5~3wt%功能粉末2~5wt%；其中，所述玻璃颜料粉末由助熔剂和无机颜料按质量比100：（25~100）制成；所述功能粉末为石墨烯复合改性TiO2粉末。优选的，所述助熔剂为Al2O3、CaO、SiO2、CaF2中的至少一种。优选的，所述无机颜料为包裹红、包裹黄、铝钴蓝、锌钴蓝、铬钴黑中的一种。优选的，所述有机溶剂为松节油、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇二丁醚、二乙二醇丁醚、环己酮、异丙酮中的至少一种。优选的，所述分散剂为聚丙烯酸酯型、聚烯烃型、聚酯型中的至少一种。优选的，所述表面活性剂为聚氧乙烯醚、司盘80、司盘60、吐温80、吐温60、石油磺酸铵、十二烷基苯磺酸钠、C8-C18羧酸铵、醚羧酸、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。优选的，所述结合剂为聚硅氮烷。优选的，所述防沉剂为烷基磷酸酯、多元醇脂肪酸酯、聚酰胺蜡中的至少一种。为实现上述目的之二，本专利技术提供的技术方案为：一种如上所述颜色玻璃墨水的制备方法，包括以下步骤：玻璃颜料粉末的制备步骤：将助熔剂与无机颜料按质量比100：（25~100）混合，置于电炉900℃~1000℃下熔融，保温0.5~1.5h后猝冷，得玻璃块，粉粹后研磨、过滤、烘干，即得所述玻璃颜料粉末；功能粉末的制备步骤：包括以下两个步骤：A.改性TiO2的制备步骤：配置无水乙醇：水=1:1溶液，滴加氨水至溶液pH=9，加入钛白粉后超声波分散30min，将溶液倒入三口瓶内，在恒温水浴75℃条件下再搅拌30min，慢慢滴加偶联剂KH550，用量1~2mL，继续水浴搅拌1h，最后待其降至常温后过滤，再用无水乙醇洗涤一次，最后烘干，得到改性Ti02；B.石墨烯复合TiO2的制备步骤：利用Hummers方法将石墨粉制成氧化石墨悬浮液，趁热抽滤，将过滤物用5%盐酸与去离子水洗涤并烘干，得到氧化石墨粉，将上述改性TiO2与氧化石墨粉按质量100:（35~50）混合，加热至900℃，保温热解1h，冷却至常温后将产物加入到二甲基甲酰胺（DMF）中，超声分散30min，最后用无水乙醇：水=1:1溶液洗涤，干燥得到石墨烯复合TiO2，即为功能粉末；复配步骤：按所述重量百分比，将玻璃颜料粉末、功能粉末、有机溶剂、分散剂、表面活性剂、结合剂、防沉剂充分混合分散后，用高速砂磨机研磨至喷头适用范围，控制粒径d50=300~600nm，d100<1μm，粘度控制在10~40mPa·s内，得到所述颜色玻璃墨水。本专利技术的有益效果：本专利技术一种颜色玻璃墨水及其制备方法，与现有技术相比，具有以下创新点：第一、玻璃颜料是单独预先制备的，而不是在制备墨水时无机色料与助熔剂同时加入，后者的做法有可能会导致墨水整体的不均匀性，因为助熔剂与无机色料的表面性质并不一致，分散剂不一定能对两者同时稳定分散。采用助熔剂与无机色料预先共烧的方法，可以使两者表面性质趋于一致，同时使助熔剂的玻璃相均匀包裹无机色料，使墨水与玻璃基质有更好的附着性。第二、该玻璃颜料包含无机色料与玻璃熔块，可以赋予玻璃良好的装饰效果。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1本实施例一种颜色玻璃墨水的制备方法，具体包括以下步骤：第一步、助熔剂与无机色料共烧取30gAl2O3、15gCaO、45gSiO2、8gLi2O、2gCaF2与50g包裹硒镉红混合，置于200mL坩埚，同时共烧5份（因为墨水制备量应不少于1.5kg，所需颜料应不少于600g），共烧温度980℃保温1.5h后猝冷，得到块状玻璃颜料，投入球磨罐研磨30min，过滤，干燥，得到玻璃颜料粉末。第二步、制备改性TiO2：配置无水乙醇：水=1:1溶液100mL，滴加氨水至溶液pH=9，加入钛白粉20g后超声波分散30min，将溶液倒入250mL三口瓶内，在恒温水浴75℃条件下再搅拌30min，慢慢滴加偶联剂KH550，用量1~2mL，继续水浴搅拌1h，最后待其降至常温后过滤，产物经无水乙醇洗涤，烘干，得到改性Ti02粉末。按上述方法制备2份，得到共40~50g改性Ti02粉末。第三步、制备石墨烯复合TiO2：利用Hummers方法将采购的石墨粉制成氧化石墨（悬浮液），趁热抽滤，用5%稀盐酸和去离子水反复洗涤过滤物，最后烘干，得到40~50g氧化石墨粉。将40g改性TiO2与16g氧化石墨粉混合加热至900℃，保温（热解）1h，冷却至常温后将产物加入到二甲基甲酰胺（DMF）中，超声分散30min，将产物用无水乙醇洗涤，干燥得到约50g石墨烯复合TiO2功能粉末。第四步、制备墨水（不少于1.5kg）玻璃颜料600g、功能粉末30g、聚丙烯酸酯分散剂87g、司盘-80表面活性剂8.7g、聚硅氮烷21.75g、防沉剂13.05g、二乙二醇丁醚类溶剂739.5g充分混合分散，投入高速砂磨机研磨3~5h，控制粒径d50=300~600nm，d100<1μm，得到玻璃墨水，粘度可根据实际情况调整溶剂比例。实施例2本实施例一种颜色玻璃墨水的制备方法，具体包括以下步骤：第一步、助熔剂与无机色料共烧取25gAl2O3、25gCaO、35gSiO2与50g包裹黄混合，置于200mL坩埚，同时共烧5份（因为墨水制备量应不少于1.5kg，所需颜料应不少于600g），共烧温度950℃保温1.5h后猝冷，得到块状玻璃颜料，投入球磨罐研磨30min，过滤，干燥，得到玻璃颜料粉末。第二步、制备改性TiO2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抗菌功能的颜色玻璃墨水，其特征在于，所述颜色玻璃墨水主要由以下重量百分比的原料制成：玻璃颜料粉末      25~50wt%有机溶剂          48~80wt%分散剂            3~10wt%表面活性剂        0.5~2wt%结合剂            1~4wt%防沉剂            0.5~3wt%功能粉末          2~5wt%；其中，所述玻璃颜料粉末由助熔剂和无机颜料按质量比100：（25~100）制成；所述功能粉末为石墨烯复合改性TiO2粉末。

【技术特征摘要】
1.一种具有抗菌功能的颜色玻璃墨水，其特征在于，所述颜色玻璃墨水主要由以下重量百分比的原料制成：玻璃颜料粉末25~50wt%有机溶剂48~80wt%分散剂3~10wt%表面活性剂0.5~2wt%结合剂1~4wt%防沉剂0.5~3wt%功能粉末2~5wt%；其中，所述玻璃颜料粉末由助熔剂和无机颜料按质量比100：（25~100）制成；所述功能粉末为石墨烯复合改性TiO2粉末。2.如权利要求1所述具有抗菌功能的颜色玻璃墨水，其特征在于，所述助熔剂为Al2O3、CaO、SiO2、CaF2中的至少一种。3.如权利要求1所述具有抗菌功能的颜色玻璃墨水，其特征在于，所述无机颜料为包裹红、包裹黄、铝钴蓝、锌钴蓝、铬钴黑中的一种。4.如权利要求1所述具有抗菌功能的颜色玻璃墨水，其特征在于：所述有机溶剂为松节油、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇二丁醚、二乙二醇丁醚、环己酮、异丙酮中的至少一种。5.如权利要求1所述具有抗菌功能的颜色玻璃墨水，其特征在于：所述分散剂为聚丙烯酸酯型、聚烯烃型、聚酯型中的至少一种。6.如权利要求1所述具有抗菌功能的颜色玻璃墨水，其特征在于：所述表面活性剂为聚氧乙烯醚、司盘80、司盘60、吐温80、吐温60、石油磺酸铵、十二烷基苯磺酸钠、C8-C18羧酸铵、醚羧酸、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。7.如权利要求1所述具有抗菌功能的颜色玻璃墨水，其特征在于：所述结合剂为聚硅氮烷。8.如权利要求1所述具有抗菌功能的颜色玻璃墨水，其特征在于：所述防沉剂为烷基磷酸酯、多元醇脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖仲恩，沈少雄，周军，
申请(专利权)人：山东国瓷康立泰新材料科技有限公司，佛山市三水区康立泰无机合成材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37