[发明专利]一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及陶瓷墨水制备技术领域，具体涉及一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法。

【背景技术】

喷墨式印刷是目前最主要的无版数字化印刷技术之一，其基本的原理是根据计算机的指令将墨水从微细的喷嘴直接喷射到承印物上的指定位置，从而形成预先设计好的图案。与传统陶瓷制作工艺相比，喷墨打印技术具有很多独特的优势：喷墨打印通过计算机的操作，使得陶瓷产品可以达到个性化要求，并可以通过计算机及时的修改设计；喷墨打印技术将会提高陶瓷制品的精细度，以满足精密仪器的使用要求，扩大应用范围；数字化的喷墨打印技术能够做到快速灵敏，易于批量化生产；喷墨打印为非接触式，无须与承印物发生接触就能够完成打印，显著减少了对基底的可弯曲度、粗糙度、强度方面的限制，同时也避免了喷头与基底之间可能存在的交叉污染或者损坏。喷墨打印技术的核心包括设备、产品设计和墨水。喷墨打印的设备以及产品设计在我国已经有了突破性的进展，但作为关键技术的功能陶瓷墨水发展的还不够成熟，尤其喷墨打印用压电陶瓷墨水的制备，在国内外公开文献中都鲜有提及。目前已公开发表的喷墨打印陶瓷墨水主要用于装饰性陶瓷的制作，而关于功能性陶瓷墨水如具有光催化性的陶瓷墨水的公开文献相对非常少。

钛酸铋系列化合物、纳米氧化铜、纳米氧化钴等在紫外光或者可见光的照射下对多种难降解的污染物具有良好的催化效果,已经引起了科研工作者们的浓厚兴趣，将其应用于功能性陶瓷墨水也具有一定的可能性。但这些纳米颗粒形貌基本为球形或椭球形，即使在充分超声分散之后，颗粒之间仍存在严重的团聚现象，在有机溶剂中也不易分散。而喷墨打印设备与旋涂、印刷等发光层制备工艺不同，其对墨水的要求较高，例如合适的沸点、粘度、表面张力以及均匀稳定的分散，因此，要将钛酸铋系列化合物其应用于喷墨打印墨水，仍然存在一些困难。

【发明内容】

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法，本发明通过选择合适的原料对Bi₄Ti₃O₁₂进行分散，所得陶瓷墨水颗粒度、分散性好、稳定性好，且能在不堵塞机头而顺畅打印的前提下赋予陶瓷的优良光催化性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有光催化性的陶瓷墨水，由以下重量百分比的原料制成：5％-10％的Bi₄Ti₃O₁₂纳米粉、6％-12％的Co₂O₃纳米粉、8％-16％的CuO纳米粉、0.5％-2％的分散剂、0.4％-3％的表面活性剂、62％-72％的D70溶剂油、2.5％-4％的丙三醇、2％-3％的无水乙醇。

优选地，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。

优选地，所述表面活性剂为Span80。

优选地，所述Bi₄Ti₃O₁₂、Co₂O₃、CuO粉体的粒度为40-100nm，该细度的纳米粉细腻且悬浮性好。

上述陶瓷墨水可以采用分散法制备，具体包括以下步骤：

(1)将分散剂、表面活性剂、无水乙醇加入盛有D70溶剂油的容器中，在室温环境中均匀搅拌，形成均一的溶液；

(2)向步骤(1)得到的溶液中加入Bi₄Ti₃O₁₂、Co₂O₃、CuO纳米粉和丙三醇，采用分散机分散10-30分钟，得到Bi4Ti₃O₁₂、Co₂O₃、CuO浆料；

(3)将步骤(2)得到的Bi₄Ti₃O₁₂、Co₂O₃、CuO浆料进行球磨，使固体颗粒的平均尺寸小于80纳米，经过滤后，所得滤液即为所述陶瓷墨水。

优选地，步骤(2)中的分散所用的分散速度为6000-10000转/分钟，分散时间为15-25分钟。

优选地，步骤(3)中所述的球磨采用的设备是砂磨机，转速为2500-4000转/分，球磨时间为30-120分钟。