关于陶瓷喷墨色料的几点探讨等

关于陶瓷喷墨色料的几点探讨等陶瓷喷墨打印作为当前陶瓷行业的一大热点而受到了各方的关注，甚至有部分市场投机资金也开始选择性的进入这一新兴的陶瓷原料市场。目前来说，陶瓷喷墨打印的硬件上的问题基本上是解决了，相关的国产陶瓷喷墨打印机械和配套设备在陶机企业的研究下，正在不断的进行完善和改进。虽然目前还没有掌握核心的打印喷头技术，但是相信未来不久，这一技术一定会被人们所掌握。目前需要技术人员攻关的难题主要集中在陶瓷喷墨墨水上，而墨水的核心就是发色剂的研制，以及如何使用最佳的溶剂确保其发色的稳定。另外就是制造成本的问题，墨水发色剂的生产工艺目前来说还是倾向于固相合成法。从陶瓷墨水的生产流程来说，基本上同油墨的生产工艺接近。大体上可以细分为：水相搅拌、油相搅拌研磨、水油过磅、水油真空乳化、过滤包装。对于生产陶瓷喷墨墨水来说，还有以下几个方面是需要去深入研究的：（1）喷墨打印色料的研磨问题对于喷墨打印色料制剂来说，粒径是一个很关键的技术参数。具体粒径细度和粒径优化分布需要通过结合国产的机器进行生产修正；其次是墨水的外观基本是由颜料的外观来决定的，大部分的常规陶瓷颜料经过研磨后都会产生发色不纯的问题，但是同时要保障外观颜色至少接近于煅烧后色料的呈色。目前行业内基本上都是采用卧式砂磨机来进行粒径的处理，但是不同厂家的机器其加工效率和加工后出来的外观颜色还是有区别的。（2）溶剂类釉料的标准化是否适合国内的生产模式？作为墨水生产厂家来说，墨水中的溶剂类似于常规印刷中的面釉产品。当然要使喷墨效果较佳，还需要有底釉的配合使用。由于不同厂家的生产工艺和样砖的坯体等技术参数上的不统一，以及各个陶瓷厂家和墨水生产企业对于技术配方的保密，很难做到标准化这一模式。当然各家陶瓷墨水生产企业必须要有自己的企业标准，根据现有熔块使用的温度范围，进行产品的系列化分类，以及加强同行业间的交流，制定大范围的溶剂使用温度范围标准。（3）发色剂颜料的选择陶瓷墨水主要衡量指标就是发色剂的有效发色饱和度，被选用的陶瓷颜料至少需要满足以下几点要求：1）发色强度高；2）高温和化学性能稳定；3）粒径对发色影响相对较少。陶瓷喷墨墨水中的发色剂需要经过高温固相和液相两个方面的化学反应，因此在粒径本身很小时发生中和反应的几率也就越大，对于锆系列的普通色料来说，基本上是达不到这些技术参数要求的。而尖晶石类型色料的色调范围也有一定的局限性，特别是之前认为坯体用的色料很难在釉用方面突破。但是现在很多厂家在釉料上进行配方改良后，部分发色鲜艳、饱和度好的色料品种完全可以代替价格较高的釉用色料。本文主要讲述坯体珊瑚红、钛黄、钇铝红三种色料在改良后的釉料中的发色情况，其具体详情如图1、图2、图3所示。图1为坯体珊瑚红在釉料中的发色情况，左边发黄调，右边发红调。一般常规珊瑚红在常用的熔块釉和生料釉中不会发色或发色很浅，但经过釉料的改良后，可以使其发色饱满，色泽鲜艳，致使在陶瓷的生产中丰富了产品的色彩。但目前还不能适用于做喷墨墨水。图2为钛黄色在釉料中的发色情况。以前钛黄色料在熔块釉，以及长石釉料中不发色，通过熔块釉料配方改进，可以呈现出较纯正的黄色。但在长石釉料中仍不发色，说明钛黄色料不耐高温，只能在1050~1150℃范围之内的熔块釉中可以稳定发色，目前还不适用于喷墨墨水。图3为钇铝红（右）和锆铁红（左）色料在釉料中的发色情况。钇铝红中含有稀有金属元素钇，因此成本较高，但钇在高温条件下稳定性较好。同时，钇铝红适合做喷墨墨水，因为它比包裹红、锆铁红发色更强、遮盖力更好，其红度值比锆铁红高20%以上。综上所述，釉料经过配方改良后，坯体色料可以呈现出非常鲜艳的色调和发色饱和度，其次部分坯体色料的成本价格明显低于色调相似的同类釉用产品。特别是红色喷墨墨水目前来说可以改进的空间还是很大的。（秦威）关于高岭土使用问题的几点答疑问：韩工，高岭土和高岭土矿是陶瓷企业的常用原料，他们的类别有哪些？如何判别高岭土矿的品位？如何依据不同的原料特性制定验收标准？答：高岭土的主要矿物是高岭石，由于产生的条件不同，高岭土实际上被分为硬质高岭土、软质高岭土、砂质高岭土和煤系高岭土四类。其代表性矿物都可以找到，如硬质高岭土的代表性矿物如河南焦作的硬质高岭土，按矿产地也叫焦作矸、博爱矸、泌阳矸等；软质高岭土随处可见，如黑泥、白泥、红泥、灰泥，其代表性矿物如漳州泥、湖南马迹泥、清远泥、阳江泥等；砂质高岭土主要是含砂铝较高，如石英砂、长石砂等，在淮河以南很普遍，如广东茂名、广西合浦、福建龙岩、河南信阳等。很多高岭土原矿，尤其是低品位矿大都不叫高岭土了，大都根据其形态和烧结特征命名，诸如高铝土、高温砂、高铝砂等。在市场上还有经过精加工生产高岭土泥饼或泥块，也有煤系高岭土煅烧后的煅烧高岭土粉，更有经过提纯改性过的增白剂高岭土。总之来讲，在建筑陶瓷领域，高岭土无处不在，尤其是低品位的，没有经过深加工的高岭土原矿已经普遍使用了。高岭土应该有优质与劣质之分、有高品位与低品位之别、有级内和级外之辩，而从质量谈囿于工业品之内、从品位谈基于开采价值之份、从级别谈立于使用范围之域。大家知道高岭土是一种主要由高岭石或多水高岭石矿组成的粘土，而高岭石的理想化学式为Al2O3?2SiO2?2H2O，理想化学百分组成为：Al2O341.2%、SiO248.0%、H2O10.8%。高岭石中的水不像珍珠岩中的水，它类似于膨润土，水存在于高岭土三斜晶系层状结构的中间，因而极易含有更多的层间水和其他矿物杂质，譬如明矾石、碳酸盐、硫酸盐、矿物铁和胶质铁等。且由于高岭土基本产生于水成的沉积岩中，杂质含量肯定还是很多的。正因为此，我们需要制作更科学的纯化加工工艺、更完备的检测手段和更合理的质量技术标准。有关部门和专业组织也从没有停止这方面的研究、调研和标准化工作。譬如GB/T25283-2010《矿产资源综合勘查评价规范》就规定了包括高岭土矿在内的矿产资源综合勘查评价规范，规范中还对“伴生矿产”、“低品位矿”、“边界品位”、“工业品位”进行了定义，其中“低品位矿”定义为介于边界品位和工业品位之间，在当前经济技术条件下不具备开采价值的矿产。DZ／T0206-2002《高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规范》为了确保高岭土矿质量则对高岭土矿石质量研究、样品的采集、加工物理和化学分析方法做出了规定，而且还对高岭土矿进行了定义和工业类型分类。在工业类型分类中明确提出分为硬质、软质、砂质三类，并规定软和砂质的区别在于砂质质量的百分比含量，大于50%为砂质，小于50%为软质。在附录E中还对高岭土矿一般工业指标作出了规定，如砂质高岭土原矿Al2O3应大于14%，三氧化二铁应小于2%。SY/T5163-1995《沉积岩粘土矿物相对含量X射线衍射分析方法》规定了利用XRD分析粘土矿物含量的分析方法，完全可以利用该标准确定譬如高岭土主体矿物和伴生矿物的含量，也完全可以确定具体品位的高低，即高岭土矿物中主体高岭石矿的含量，以及伴生硫酸盐、碳酸盐、石英、云母、长石的含量。GB/T14563-2008《高岭土及其实验方法》按用途将高岭土分为五类，其中陶瓷工业用高岭土有4个工业品位级别，分别用TC0、TC1、TC2和TC3代表，其中TC3应该是工业品位最低的高岭土。质量较纯品位较高的高岭土具有纯高岭石加工后的物理化学特征，譬如白度、可塑性、分散性、耐火度、结合性、离子交换性、化学稳定性和电绝缘性等特征，因而被广泛应用于造纸、涂料、陶瓷、橡胶、添加剂等五大产业类别。品位较高的高岭土矿可以参照DZ／T0206―2002和SY/T5163-1995判定工业品位和高岭石的丰度，陶瓷企业则可以参照GB/T14563-2008来判定高岭土的品质好坏。（韩复兴）咨询电话：编辑部：0757-82269827传真：[phone]蔡飞虎：0757-82710910（佛山格林陶瓷技术开发有限公司）孔海发：0757-83135108（0）13702559893程昭华：13927717401(佛山市佳窑陶业技术有限公司)潘雄：13927769832（广东新润成陶瓷有限公司）韩复兴：18237699507（河南信阳方浩实业有限公司）秦威:13927270859(佛山市南海禾合高新材料有限公司)温千鸿：13380225254E-mail：[e-mail]程春明：13702545772（江西星子嘉陶无机材料有限公司）彭湘晖：13702937999（佛山市远大制釉有限公司）