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陶瓷墨水中顏料的分散過程和原理

陶瓷墨水是由陶瓷顏料、溶劑、分散劑及其它輔料所構成的懸浮漿狀體。陶瓷墨水制備的關鍵在于陶瓷顏料的制備及其在溶劑中的穩定分散,即保證粉體在溶劑中處于單分散狀態,無絮凝效應。盡管現在陶瓷墨水的制備工藝及應用工藝已經成熟,但是陶瓷顏料粉體的超細化、球型化及提高墨水懸浮穩定性等問題一直都是陶瓷墨水生產和應用中的技術難題。因此需要對陶瓷墨水分散劑結構和陶瓷顏料的分散進行全面的了解。

目前陶瓷墨水主要采用分散法制備。分散法制備陶瓷墨水的關鍵在于陶瓷顏料的濕潤、分散 和 穩定 的過程,它對墨水的性能有極大影響。濕潤分散劑能縮短研磨分散時間,降低能源消耗,使色漿分散體系處于穩定狀態,對墨水的諸多性能都起著決定性的作用。


顏料的濕潤,是改變顏料表面性能的過程,是除掉顏料表面吸附的水和空氣,改變其極性,降低液 / 固之間的界面張力,增加顏料和溶劑的親合力。

濕潤劑則是在此階段發揮作用的助劑。濕潤劑是能夠提高顏料濕潤分散效力的界面活性劑,它對顏料表面有極強的親合力,能夠定向吸附在顏料的表面,取代顏料表面的吸附物:如水和空氣等。增強溶劑與顏料的親合力,縮短顏料的研磨分散時間。因為顏料的濕潤過程實際上就是顏料表面的一種置換工程,因此濕潤劑應和顏料具有極強的親合力。

顏料分散,就是把二次粒子團的附聚體和聚集體研磨分碎成更細小的粒子或原始粒徑,使其成為穩定的分散懸浮體。通過機械粉碎形成的顏料細小微粒與溶劑形成均勻的懸浮體,在無外力作用下,能保持穩定的分散狀態通常稱其為分散階段也稱穩定階段,分散劑就是在這個階段發揮作用的助劑。

分散劑是能夠使墨水分散體系保持穩定的界面活性物質。添加在墨水中的分散劑能吸附在微納米陶瓷顏料表面,構成吸附層,產生電荷斥力和空間位阻效應,防止分散了的顏料粒子再次絮凝,可保持體系處于穩定的懸浮狀態。一般來講分散劑的分子量大的,可形成較厚的吸附層。分散劑若使用得當,不但能防止顏料沉淀,使陶瓷墨水具有良好的儲存穩定性,還能降低色漿的粘度,增加研磨色漿中顏料的含量,提高研磨效率,達到節省人力和能源的效果。

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