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陶瓷墨水中颜料的分散过程和原理

陶瓷墨水是由陶瓷颜料、溶剂、分散剂及其它辅料所构成的悬浮浆状体。陶瓷墨水制备的关键在于陶瓷颜料的制备及其在溶剂中的稳定分散,即保证粉体在溶剂中处于单分散状态,无絮凝效应。尽管现在陶瓷墨水的制备工艺及应用工艺已经成熟,但是陶瓷颜料粉体的超细化、球型化及提高墨水悬浮稳定性等问题一直都是陶瓷墨水生产和应用中的技术难题。因此需要对陶瓷墨水分散剂结构和陶瓷颜料的分散进行全面的了解。

目前陶瓷墨水主要采用分散法制备。分散法制备陶瓷墨水的关键在于陶瓷颜料的湿润、分散 和 稳定 的过程,它对墨水的性能有极大影响。湿润分散剂能缩短研磨分散时间,降低能源消耗,使色浆分散体系处于稳定状态,对墨水的诸多性能都起着决定性的作用。


颜料的湿润,是改变颜料表面性能的过程,是除掉颜料表面吸附的水和空气,改变其极性,降低液 / 固之间的界面张力,增加颜料和溶剂的亲合力。

湿润剂则是在此阶段发挥作用的助剂。湿润剂是能够提高颜料湿润分散效力的界面活性剂,它对颜料表面有极强的亲合力,能够定向吸附在颜料的表面,取代颜料表面的吸附物:如水和空气等。增强溶剂与颜料的亲合力,缩短颜料的研磨分散时间。因为颜料的湿润过程实际上就是颜料表面的一种置换工程,因此湿润剂应和颜料具有极强的亲合力。

颜料分散,就是把二次粒子团的附聚体和聚集体研磨分碎成更细小的粒子或原始粒径,使其成为稳定的分散悬浮体。通过机械粉碎形成的颜料细小微粒与溶剂形成均匀的悬浮体,在无外力作用下,能保持稳定的分散状态通常称其为分散阶段也称稳定阶段,分散剂就是在这个阶段发挥作用的助剂。

分散剂是能够使墨水分散体系保持稳定的界面活性物质。添加在墨水中的分散剂能吸附在微纳米陶瓷颜料表面,构成吸附层,产生电荷斥力和空间位阻效应,防止分散了的颜料粒子再次絮凝,可保持体系处于稳定的悬浮状态。一般来讲分散剂的分子量大的,可形成较厚的吸附层。分散剂若使用得当,不但能防止颜料沉淀,使陶瓷墨水具有良好的储存稳定性,还能降低色浆的粘度,增加研磨色浆中颜料的含量,提高研磨效率,达到节省人力和能源的效果。

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