專利名稱：熔劑、油墨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工技術(shù)，尤其是一種熔劑基油墨所采用的熔劑、包括該熔 劑的油墨及其制備方法。
背景技術(shù)：
在玻璃、陶瓷、金屬等制品的生產(chǎn)過程中，通常會使用各種油墨進(jìn)行標(biāo) 記、遮蔽、強(qiáng)化、上色。油墨一般由熔劑和調(diào)墨油按一定比例組合而成，當(dāng) 油墨需要呈現(xiàn)一定顏色時還需要增加色劑。現(xiàn)有技術(shù)中，大量使用的香味油
墨、熒光油墨、發(fā)泡油墨、快固油墨、紫外光(Ultra Violet;以下簡稱 UV)固化油墨等均是在常溫下干燥固化，而紅外光(Infrared Ray;以下簡 稱IR)固化油墨需要在高溫下干燥固化。進(jìn)一步地，IR固化油墨可分為有 機(jī)基油墨與熔劑基油墨。其中，有機(jī)基中的氨基型與環(huán)氧型雖然經(jīng)過130°C 烘烤，但由于它們與常溫油墨一樣都是靠油墨中的有機(jī)成份與基體的附著， 所以存在附著強(qiáng)度弱、本身硬度低、耐候性差、不耐熔劑腐蝕、日久易褪色 等缺陷，只能用于低檔產(chǎn)品。對于熔劑基油墨，其經(jīng)過350。C以上的高溫烘 烤，墨層中的有機(jī)組分充分揮發(fā)或分解，色劑靠熔劑基與基體表層熔化在一 起，因此具有附著強(qiáng)度強(qiáng)、本身硬度高、耐候性好、日久不會褪色、適用于 玻璃基體、陶瓷基體以及金屬基體等優(yōu)點，可以廣泛用于高檔產(chǎn)品。
但是，以往用于熔劑的均為鉛鋅系(Pb0-Zn0)的低熔點玻璃，該熔劑雖 能滿足油墨的要求，但鉛在原料、加工過程、使用時及廢棄過程中會析出， 進(jìn)而導(dǎo)致污染環(huán)境及影響人類健康，因此，業(yè)內(nèi)對含有毒的鉛的材料進(jìn)行了 嚴(yán)格限制，提供不含鉛的熔劑已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了一些無鉛產(chǎn)品，例如
參見公開號CN101050061A的中國專利申請，為淄博華為顏料有限公司研 究開發(fā)的玻璃無鉛顏料及其制備方法。該無鉛顏料釆用由重量5 ~ 22%的無鉛 色劑和78~95%的無鉛熔劑組成，熔劑的重量百分比組成為20~45°/ 的氧 化硅(SiOj , 15~35%的氧化硼(B203 ) ， 1~8°/。的氧化鈉(Na20) , 2~10°/ 的氧化鉀(K20 ) , 1 ~ 3°/。的氧化鋰(Li20 ) ， 0 ~ 9°/。的氧化鉍、(Bi203 ) ， 1-10% 的氧化鋅(ZnO ) ， 0 ~ 8%的氧化鈦(Ti02) ， 0 ~ 6%的氧化錫(Sn02) , 0 ~ 10°/q 的氧化鋁(A1203 ) ， 0 ~ 5%的氧化鈣(CaO ) ， 0 ~ 5%的氧化鋇(BaO ) , 0 ~ 11. 5% 的氧化鈷(CoO ) ， 0 ~ 12%的氧化鋯(Zr02)和0 ~ 5%的氧化鎂(MgO )。且針 對不同的色澤呈色要求，上述成份和配比還要做相應(yīng)的調(diào)整，因此在制造過 程中，無疑增加了工作量，增加了成本；且其光澤度很差，耐酸堿性不強(qiáng)。
參見公開號CN101328015A的中國專利申請，為江蘇拜富色釉料有限公司 研究開發(fā)的玻璃無鉛顏料及其制備方法。該無鉛顏料采用由重量5 ~ 20%的無 鉛色劑和80~95%的無鉛熔劑組成，熔劑的重量百分比組成為46~49%的 氧化硅，15~20°/。的氧化硼，0. 1~1°/。的氧化鋁，3~5°/。的氧化鋰，5~8%的氧 化鈉，1~3%的氧化鉀，1~ 3°/ 的金屬氟化物，2~3. 5%的氧化磷(PA) , 0~ 0. 5%的氧化鉭(Ta203 ) ， 0 ~ 1%的氧化鈮(Nb205 ) ， 0 ~ 0, 5%的氧化鋯，0 ~ 2% 的氧化鈰(Ce02) , 0~0. 5%的氧化鑭(La203 ) ， 0~1%的氧化釔(Y203 ) ， 8~ 13%的氧化鋅、0-0. 5%的氧化鎂。該熔劑成分復(fù)雜，難以控制；且因為原料 中含有PA,易吸潮，難以配料熔制，并且PA影響了成品的耐酸堿性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種熔劑、油墨及其制備方法，以使熔劑中不含 劇毒物質(zhì)，避免對環(huán)境的污染，且具有較好的附著效果。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種熔劑，由原料組分經(jīng)熔融、冷卻粉 碎處理而制成，所述原料組分按照重量百分比計算包括30%~78°/。的氧化鉍;5%~25%的氧化鋁;2%~16%的氧化硼;1%~27%的氧 化鋇或氧化鈣；以及1% ~ 20%的氧化鋅。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種包括本發(fā)明熔劑的油墨，該油墨 按照所述油墨的重量百分比計算還包括0% ~ 50%的色劑和4% ~ 80%的調(diào)墨油。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種本發(fā)明油墨的制備方法，包括
步驟l:將所述組分原料按所述重量百分比稱取后進(jìn)行充分混合，制成混 合料；
步驟2:將所述混合料在設(shè)定溫度下熔化設(shè)定時間，形成熔化混合液，所 述設(shè)定溫度為IOO(TC ~ 1600°C,所述設(shè)定時間為0. 1 ~ 3小時；
步驟3:對所述熔化混合液進(jìn)行冷卻固化，粉碎分選形成所述熔劑。 步驟4:將所述熔劑均化，形成粉體；
步驟5:將所述粉體與所述調(diào)墨油混合，攪拌、均化、研磨、輥軋、排 泡，制成油墨。
本發(fā)明所提供的熔劑，既不含對環(huán)境容易造成污染的成份，也不含貴重 金屬的氧化物，使制備的油墨能夠直接對需要標(biāo)記的制品進(jìn)行無毒、無污染 標(biāo)記。該熔劑的熔點溫度、膨脹系數(shù)能夠根據(jù)所需的產(chǎn)品特性進(jìn)行匹配調(diào)整， 達(dá)到了較好的附著效果。采用該熔劑制得的油墨，具有光澤度好、色彩鮮艷、 牢固度高、耐水性好、耐熔性好、耐磨性強(qiáng)以及流動性好等優(yōu)點。本發(fā)明所 提供的油墨的制備方法，制備過程簡捷，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明油墨的制備方法實施例的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 本發(fā)明實施例提供的熔劑，由原料組分經(jīng)熔融、冷卻粉碎處理而制成其中，原料組分按照重量百分比計算至少包括
30%~78%的氧化鉍(Bi203 ) ; 5%~25%的氧化鋁(A1203 ) ; 2%~16%的氧 化硼(B203 ) ; 1%~27°/。的氧化鋇(Ba0)或氧化4丐(Ca0 );以及1%~20%的 氧化鋅(Zn0 )。
在本發(fā)明實施例的熔劑中，氧化鉍是基本組分，具有降低熔劑軟化溫度 的效果。如果氧化鉍的含量遠(yuǎn)低于30%,則熔劑的軟化溫度升高，不適用； 如果氧化鉍的含量超過78%,則耐酸性降低，且熱膨脹系數(shù)會升到90 x 10-7°C 以上。
氧化鋁是穩(wěn)定劑，可以提高熔劑的軟化溫度、耐酸堿性能和介電常數(shù)， 并降低熱膨脹系數(shù)。若氧化鋁的含量低于5%則化學(xué)穩(wěn)定性差；若氧化鋁的含 量超過25%,則趨于反玻璃化，難于熔制。
氧化硼作為網(wǎng)絡(luò)形成氧化物是必要組分。可以降低熔劑的軟化溫度，并 降低熱膨脹系數(shù)。若氧化硼的含量低于2%則熔劑趨于不穩(wěn)定；若氧化硼的含 量超過16%,則耐酸堿性降低。
氧化鋇或氧化鈣作為改性劑，是必需組分，能夠抑制分相，降低熔劑的 軟化溫度，增大熱膨脹系數(shù)。其作為網(wǎng)絡(luò)修飾氧化物通過在具有氧化硼網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)的熔劑中切斷氧橋而對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，并且使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合度降
低，具有抑制分相的作用。若其含量不足iy。，上述作用會變??；若其含量超
過27%,則熱膨脹系數(shù)變得過大。
氧化鋅具有增加強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性、降低熔劑軟化溫度及熱膨脹系數(shù)的 作用。與網(wǎng)絡(luò)修飾氧化物相比，氧化鋅作為網(wǎng)絡(luò)形成氧化物的功能更強(qiáng)。若 氧化鋅含量不足1%，熔劑軟化溫度過高，油墨光澤差；若氧化鋅含量超過20%， 則熔劑可能在燒結(jié)時析出晶體。
優(yōu)選地，原料組分中氧化鉍的重量百分比可以為32%~62%;氧化鋁的重 量百分比可以為5%~10°/ ;氧化硼的重量百分比可以為9%~15%;氧化鋇或氧 化鈣的重量百分比可以為7%~18%;以及氧化鋅的重量百分比可以為7%~16%。
進(jìn)一步地，本實施例中的原料組分按照重量百分比計算還可以包括0%~ 25°/ 的氧化硅(Si02);以及0%~10%的氟化鈉(NaF)、或氯化鈉(NaCl)、 或氧化鈉(Na20)，且氧化鈉以碳酸鈉(Na2C03)引入。
其中，氧化硅作為網(wǎng)絡(luò)形成氧化物，強(qiáng)烈地降低熔劑的熱膨脹系數(shù)，提 高化學(xué)穩(wěn)定性和軟化溫度。若氧化硅含量為0%,則熔劑的耐候性趨于下降， 熔劑趨于不穩(wěn)定；若氧化硅含量超過25%，則熔劑的軟化溫度過高。
氟化鈉或氯化鈉或氧化鈉是形成劑，具有在熔劑軟化加工過程中降低熔 劑粘度的作用。若其含量為0%，則熔劑的軟化溫度變高；若其含量超過10%, 則熔劑的熱膨脹系數(shù)變得非常大，耐酸堿性降低。通過氟化鈉引入少量氟(F) 有助于熔劑制作過程的熔制與澄清，也有助于降低熔劑的軟化溫度。
本發(fā)明所提供的熔劑，既不含對環(huán)境容易造成污染的成份，也不含貴重 金屬的氧化物，使制得的油墨能夠直接對需要標(biāo)記的制品進(jìn)行無毒、無污染 標(biāo)記。該熔劑的熔點溫度、膨脹系數(shù)能夠根據(jù)所需的產(chǎn)品特性進(jìn)行匹配調(diào)整， 達(dá)到了較好的附著效果。
本發(fā)明實施例還提供了包括本發(fā)明熔劑的油墨，除該熔劑外，該油墨按 照油墨的重量百分比計算還可以包括0% ~ 50%的色劑和4% ~ 80%的調(diào)墨油。
其中，色劑可以為導(dǎo)電性色劑，也可以為非導(dǎo)電性色劑。
調(diào)墨油可以為IR型調(diào)墨油，也可以為UV型調(diào)墨油。當(dāng)油墨經(jīng)過40(TC ~ 120(TC的高溫?zé)Y(jié)后，調(diào)墨油可以充分揮發(fā)或分解，其高分子組分不再存在 于油墨的熔劑中，從而使熔劑的強(qiáng)度不受高分子組分的干擾。
優(yōu)選地，色劑的重量百分比可以為2%~30%;調(diào)墨油的重量百分比可以 為10%~60%。
采用本發(fā)明熔劑制得的油墨，具有光澤度好、色彩鮮艷、牢固度高、耐 水性好、耐熔性好、耐磨性強(qiáng)以及流動性好等優(yōu)點。
本發(fā)明實施例還提供了一種本發(fā)明油墨的制備方法。圖1為本發(fā)明油墨的制備方法實施例的工藝流程圖，如圖l所示，包括如下步驟
步驟1:將上述熔劑實施例中所描述的原料組分按上述重量百分比稱取后
進(jìn)行充分混合，制成混合料；
步驟2:將混合料在設(shè)定溫度下熔化設(shè)定時間，以形成熔化混合液，設(shè)定
溫度的取值范圍可以為1000°C ~ 1600°C,設(shè)定時間的取值范圍可以為0. 1~3
小時；
步驟3:對熔化混合液進(jìn)行冷卻固化，粉碎分選形成熔劑； 步驟4:將色劑混入熔劑中并均化，形成粉體；
步驟5:將粉體與調(diào)墨油混合，攪拌、均化、研磨、輥軋、排泡，制成油墨。
本發(fā)明實施例所提供的油墨的制備方法，制備過程簡捷，適合于工業(yè)化 生產(chǎn)。
實施例一
本發(fā)明實施例一提供一種油墨的制備方法，以上述油墨的制備方法為基 礎(chǔ)，且具體的
步驟1具體為將重量百分比為61. 6%的氧化456、重量百分比為5. 1%的氧 化鋁、重量百分比為9. 5%的氧化硼、重量百分比為16. 2%的氧化鋇、重量百 分比為7. 6%的氧化鋅進(jìn)行充分混合，制成混合料。
步驟2具體為將混合料在1200。C的電爐中用白金坩堝熔化1小時，形成 熔化混合液；
步驟3具體為將熔化混合液倒入去離子冷水中，水淬迅速冷卻，得到蓬 松灘瑚狀熔劑，將蓬松珊瑚狀熔劑在氧化鋁制的球磨機(jī)中使用氧化鋁球和去 離子水進(jìn)行濕磨至平均粒徑成為0. 9微米(jum)的細(xì)粉(平均粒徑用島津制 作所制的SALD2100激光折射粒度分布儀進(jìn)行測量)；將磨得的細(xì)粉用噴霧干 燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥后，經(jīng)氣流分級得到所需熔劑。
將余下的熔融熔劑倒入不銹鋼制的型箱，退火；將退火后的熔劑的一部
10分加工成長20毫米(mm)、直徑5隨的圓柱狀，將石英玻璃作為標(biāo)準(zhǔn)試樣， 施加10g的荷重，使用布魯克AXS有限公司制的TD5010SA-N型熱膨脹計，由 室溫升至30(TC，升溫速度為5°C/min,測定該熔劑的熱膨脹系數(shù)；熱膨脹系 數(shù)值為99. 5xl(T7。C。
此外，將熔劑粉末作為試樣，試樣經(jīng)美國TA儀器公司Q2000型差示掃描 量熱儀測定軟化溫度值為523。C。熔化溫度通過半球?qū)嶒灥玫?，其值?72°C。
步驟4具體為將重量百分比為60°/。的上述熔劑樣么4分和重量百分比為10%的 白色無鉛非導(dǎo)電性色劑用行星式球磨機(jī)進(jìn)行混合均化，形成粉體。
步驟5具體為將重量百分比為30°/。的IR型調(diào)墨油倒入上述均化后的粉體 中混合，經(jīng)OLKJ-007B型擂潰機(jī)攪拌、研磨；經(jīng)日本THINKY公司的ARE-250 型攪拌脫泡機(jī)均化、脫泡；經(jīng)德國EXAKT公司S型氧化鋯陶瓷輥式粉碎機(jī)輥 專"制成白色油墨；經(jīng)美國博勒菲公司LVTBrookfield型粘度計測得該白色油 墨的粘度為2600帕.秒(Pa. s)。
該油墨經(jīng)日本櫻井絲網(wǎng)印刷機(jī)印刷在金屬基板上，置于電爐等加熱爐內(nèi) 進(jìn)行燒結(jié)，使熔劑粉末熔融一體化，形成功能層。該燒結(jié)可以一次進(jìn)行，但 為了提高質(zhì)量，也可以分為預(yù)燒和正式燒結(jié)兩階段進(jìn)行。在兩階段燒結(jié)過程 中，首先將印刷好的產(chǎn)品在油墨所含熔劑的軟化溫度附近的溫度下進(jìn)行預(yù)燒， 達(dá)到使油墨中的調(diào)墨油充分揮發(fā)、熱分解，而僅保留熔劑與色劑成份的狀態(tài)； 接著在熔劑的熔化溫度附近的溫度下進(jìn)行正式燒結(jié)，使熔劑成份完全熔融一 體化，形成功能層。根據(jù)這種兩階段燒結(jié)，由于在預(yù)燒階段使調(diào)墨油成份揮 發(fā)除去，在正式燒結(jié)階段使熔劑成份相互融合，從而能夠防止熔劑層中的氣 泡，和由于除氣而引起的氣孔的產(chǎn)生，可以進(jìn)一步提高功能層的強(qiáng)度。預(yù)燒 的特別合適的溫度范圍為熔劑軟化點-l(TC至軟化點+ 40°C，正式燒結(jié)的特別 合適的溫度范圍為熔劑的熔化溫度-20匸至熔化溫度+ 5(TC。并且在預(yù)燒過程 中，為了確保內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡從層中除去，實施緩慢的升溫速度較好，優(yōu)選 從室溫至熔劑軟化點附近期間速度為0. 1 ~ 1(TC/分鐘。在正式燒結(jié)過程中，從室溫至熔化溫度附近期間使其以0. 1 ~ 50。C/分鐘的速度進(jìn)行升溫，在熔化 溫度附近保持恒定較好。
利用日本4朱式會社標(biāo)上色彩技術(shù)研究所生產(chǎn)的GM-26D型數(shù)字式光澤儀， 按照其技術(shù)條件測得光澤度為85° 。
化學(xué)穩(wěn)定性鉛溶出量為0. 00毫克/平方分米(mg/dm2)，其中，mg/dm2 表示單位表面積溶出的鉛(Pb)含量；在22土2。C4。/。的醋酸溶液中浸泡24小 時(h)或在90士2。C下0. 5%^2(:03溶液中浸泡40h后，色澤無變化。
本實施例所制備的油墨經(jīng)光澤儀測試可知具有光澤度好，經(jīng)醋酸溶液浸 泡色澤無變化可知耐酸石威性強(qiáng)；并且油墨中鉛溶出量為0. 00mg/dm2,因此不 含劇毒物質(zhì)鉛，避免環(huán)境污染及對人類健康造成損害。
實施例二
本發(fā)明實施例二提供一種油墨的制備方法，以上述油墨的制備方法為基 礎(chǔ)，且具體的
步驟1具體為將重量百分比為32. 4%的氧化鉍、重量百分比為8. 8%的氧 化鋁、重量百分比為13. 3%的氧化硼、重量百分比為7. 6%的氧化鋇、重量百 分比為15. 2%的氧化鋅、重量百分比為16. 2%的氧化硅、重量百分比為6.5% 的碳酸鈉進(jìn)行充分混合，制成混合料；
步驟2具體為將上述混合料在1260。C的電爐中用白金坩堝熔化1小時， 形成熔化混合液；
步驟3具體為將熔化混合液倒入不銹鋼制軋片機(jī)中，迅速冷卻，得到蓬 松片狀熔劑；將蓬松片狀熔劑在氧化鋁制的球磨機(jī)中使用氧化鋁球磨至200 目，在射流粉碎機(jī)中粉碎至平均粒徑成為0. 9 jam的細(xì)粉(平均粒徑用島津制 作所制的SALD2100激光折射粒度分布儀進(jìn)行測量)；將磨得的細(xì)粉經(jīng)氣流分 級得到所需熔劑。
將余下的熔融熔劑倒入不銹鋼制的型箱，退火；將退火后的熔劑的一部 分加工成長20mm、直徑5mm的圓柱狀，將石英玻璃作為標(biāo)準(zhǔn)試樣，施加10g的荷重，使用布魯克AXS有限公司制的TD5010SA-N型熱膨脹計，由室溫升至 300°C,升溫速度為5°C/min,測定該熔劑的熱膨脹系數(shù)；熱膨脹系數(shù)值為77 x 1(T7/°C。
此外，將熔劑粉末作為試樣，試樣經(jīng)美國TA儀器公司Q2000型差示掃描 量熱儀測定軟化溫度值為62(TC。熔化溫度通過半球?qū)嶒灥玫?，其值?96°C。
步驟4具體為將重量百分比為55%的上迷熔劑微粉和重量百分比為15%的 黃色無鉛導(dǎo)電性色劑用行星式球磨機(jī)進(jìn)行混合均化，形成粉體。
步驟5具體為將重量百分比為30%的UV型調(diào)墨油倒入上述均化后的粉體 中混合，經(jīng)OLKJ-007B型擂潰機(jī)攪拌、研磨；經(jīng)日本THINKY公司的ARE-250 型攪拌脫泡機(jī)均化、脫泡；經(jīng)德國EXAKT公司S型氧化鋯陶資輥式粉碎機(jī)輥 軋制成黃色導(dǎo)電油墨；經(jīng)美國博勒菲公司LVTBrookfield型粘度計測得該油 墨的粘度為2300Pa. s。
該油墨經(jīng)日本櫻井絲網(wǎng)印刷機(jī)印刷在玻璃基板上，曝光固化后，置于電 爐等加熱爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，使熔劑粉末熔融一體化，形成功能層。該燒結(jié)可以
一次進(jìn)行，但為了提高質(zhì)量，也可以分為預(yù)燒和正式燒結(jié)兩階段進(jìn)行。在兩 階段燒結(jié)過程中，首先將印刷好的產(chǎn)品在油墨所含熔劑的軟化溫度附近的溫 度下進(jìn)行預(yù)燒，達(dá)到使油墨中的調(diào)墨油充分揮發(fā)、熱分解，而僅保留熔劑與 色劑成份的狀態(tài)；接著在熔劑的熔化溫度附近的溫度下進(jìn)行正式燒結(jié)，使熔 劑成份完全熔融一體化，形成功能層。根據(jù)這種兩階段燒結(jié)，由于在預(yù)燒階 段使調(diào)墨油成份揮發(fā)除去，在正式燒結(jié)階段使熔劑成份相互融合，從而能夠 防止熔劑層中的氣泡，和由于除氣而引起的氣孔的產(chǎn)生，可以進(jìn)一步提高功 能層的強(qiáng)度。預(yù)燒的特別合適的溫度范圍為熔劑軟化點-l(TC至軟化點+ 4 0 °C ，正式燒結(jié)的特別合適的溫度范圍為熔劑的熔化溫度-2 0 °C至熔化溫度+ 50°C。并且在預(yù)燒過程中，為了確保內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡從層中除去，實施緩慢 的升溫速度較好，優(yōu)選從室溫至熔劑軟化點附近期間速度為0. 1 ~ 1(TC/分鐘。 在正式燒結(jié)過程中，從室溫至熔化溫度附近期間使其以0. 1 ~ 5(TC/分鐘的速度進(jìn)行升溫，在熔化溫度附近保持恒定較好。
利用日本抹式會社標(biāo)上色彩技術(shù)研究所生產(chǎn)的GM-26D型數(shù)字式光澤儀， 按照其技術(shù)條件測得光澤度為86° 。
化學(xué)穩(wěn)定性鉛溶出量為0. 00mg/dm2，其中，mg/(W表示單位表面積溶 出的鉛(Pb)含量；在22 ± 2。C4。/o的醋酸溶液中浸泡24h或在90土2。C下 0. 5。/。Na2C03溶液中浸泡40h后，色澤無變化。
本實施例所制備的油墨經(jīng)光澤儀測試可知具有光澤度好，經(jīng)醋酸溶液浸 泡色澤無變化可知耐酸石威性強(qiáng)；并且油墨中鉛溶出量為0. 00mg/dm2,因此不 含劇毒物質(zhì)鉛，避免環(huán)境污染及對人類健康造成損害。
實施例三
本發(fā)明實施例三提供一種油墨的制備方法，以上述油墨的制備方法為基 礎(chǔ)，且具體的
步驟1具體為將重量百分比為34. 3。/。的氧化45t、重量百分比為7. 8%的氧 化鋁、重量百分比為13. 3°/ 的氧化硼、重量百分比為8. 6%的氧化鋇、重量百 分比為15. 7%的氧化鋅、重量百分比為15. 2%的氧化硅和重量百分比為5.1% 的氟化鈉進(jìn)行充分混合，制成混合料；
步驟2具體為將混合料在129(TC的電爐中用白金坩堝熔化1小時，形成 、熔化混合液；
步驟3具體為將熔化混合液倒入不銹鋼制軋片機(jī)中，迅速冷卻，得到蓬 松片狀熔劑；將蓬松片狀熔劑在氧化鋁制的球磨機(jī)中使用氧化鋁球磨至200 目，在射流粉碎機(jī)中粉碎至平均粒徑成為0. 9 n m的細(xì)粉(平均粒徑用島津制 作所制的SALD2100激光折射粒度分布儀進(jìn)行測量)；將磨得的細(xì)粉經(jīng)氣流分 級得到所需熔劑。
將余下的熔融熔劑倒入不銹鋼制的型箱，退火；將退火后的熔劑的一部 分加工成長20mm、直徑5mm的圓柱狀，將石英玻璃作為標(biāo)準(zhǔn)試樣，施加10g 的荷重，使用布魯克AXS有限公司制的TD5010SA-N型熱膨脹計，由室溫升至300°C,升溫速度為5°C/min,測定該熔劑的熱膨脹系數(shù)；熱膨脹系數(shù)值為74 x 10 —7/°C。
此外，將熔劑粉末作為試樣，試樣經(jīng)美國TA儀器公司Q2000型差示掃描 量熱儀測定軟化溫度值為52(TC。熔化溫度通過半球?qū)嶒灥玫剑渲禐?90°C。
步驟4具體為將重量百分比為60%的上述熔劑孩0分和重量百分比為10%的 黑色無鉛非導(dǎo)電性色劑(CuO-Cr203,由Asahi Kasei Kogyo有限公司制備， 產(chǎn)品號3700 )用行星式球磨機(jī)進(jìn)行混合均化，形成粉體。
步驟5具體為將重量百分比為30%的IR型調(diào)墨油倒入上述均化后的粉體 中混合，經(jīng)OLKJ-007B型擂潰機(jī)攪拌、研磨；經(jīng)日本THINKY公司的ARE-250 型攪拌脫泡機(jī)均化、脫泡；經(jīng)德國EXAKT公司S型氧化鋯陶瓷輥式粉碎機(jī)輥 軋制成黑色油墨；經(jīng)美國博勒菲公司LVTBrookfield型粘度計測得該油墨的 粘度為2600Pa. s。
該油墨經(jīng)日本櫻井絲網(wǎng)印刷機(jī)印刷在玻璃基板上，置于電爐等加熱爐內(nèi) 進(jìn)行燒結(jié)，使熔劑粉末熔融一體化，形成功能層。該燒結(jié)分為預(yù)燒和正式燒 結(jié)兩階段進(jìn)行。預(yù)燒的特別合適的溫度范圍為熔劑軟化點-l(TC至軟化點+ 4 0 。C,正式燒結(jié)的特別合適的溫度范圍為熔劑的熔化溫度_2 0 。C至熔化溫度+ 50°C。并且在預(yù)燒過程中，從室溫至熔劑軟化點附近期間速度為0. 1~10°C/ 分鐘。在正式燒結(jié)過程中，從室溫至熔化溫度附近期間使其以0.1 50。C/分 鐘的速度進(jìn)行升溫，在熔化溫度附近保持恒定較好。
利用日本抹式會社標(biāo)上色彩技術(shù)研究所生產(chǎn)的GM-26D型數(shù)字式光澤儀， 按照其技術(shù)條件測得光澤度為86° 。
化學(xué)穩(wěn)定性鉛溶出量為0. 00mg/dm2,其中，mg/dm2表示單位表面積溶 出的鉛(Pb)含量；在22士2。C4。/。的醋酸溶液中浸泡24h或在90士2。C下 0. 5。/。Na2C03溶液中浸泡40h后，色澤無變化。
本實施例所制備的油墨經(jīng)光澤儀測試可知具有光澤度好，經(jīng)醋酸溶液浸 泡色澤無變化可知耐酸^f威性強(qiáng)；并且油墨中鉛溶出量為0. 00mg/dm2，因此不含劇毒物質(zhì)鉛，避免環(huán)境污染及對人類健康造成損害。
由以上各實施例可知，本發(fā)明實施例中提供的熔劑、油墨及其制備方法， 由于熔劑既不含對環(huán)境容易造成污染的成份，也不含貴重金屬的氧化物，使
油墨能夠直接對需要標(biāo)記的制品進(jìn)行無毒、無污染標(biāo)記；熔劑的熔點溫度、 膨脹系數(shù)能夠根據(jù)所需的產(chǎn)品特性進(jìn)行匹配調(diào)整，達(dá)到了較好的附著效果； 油墨具有光澤度好、色彩鮮艷、牢固度高的優(yōu)點，且具有良好的耐水性、耐 熔性、耐磨性能以及流動性好等優(yōu)點；并且熔劑的制備方法過程簡捷，適合 于工業(yè)化生產(chǎn)。
最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其 限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或 者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技
術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種熔劑，由原料組分經(jīng)熔融、冷卻粉碎處理而制成，所述原料組分按照重量百分比計算包括30％～78％的氧化鉍；5％～25％的氧化鋁；2％～16％的氧化硼；1％～27％的氧化鋇或氧化鈣；以及1％～20％的氧化鋅。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔劑，其特征在于，所述原料組分按照重量百 分比計算還包括0%~25%的氧化硅；以及0%~10°/ 的氟化鈉、或氯化鈉、或氧化鈉，且所 述氧化鈉以碳酸鈉引入。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔劑，其特征在于 所述氧化鉍的重量百分比為32%~62%;所述氧化鋁的重量百分比為5%~10%;所述氧化硼的重量百分比為9%~15%;所述氧化鋇或氧化鈣的重量百分 比為7%~ 18%;以及所述氧化鋅的重量百分比為7%~ 16%。
4、 一種包括權(quán)利要求1 3任一所述熔劑的油墨，其特征在于，按照所 述油墨的重量百分比計算還包括0%~ 50%的色劑和4%~ 80%的調(diào)墨油。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的油墨，其特征在于所述色劑的重量百分比為 2%~30%;所述調(diào)墨油的重量百分比為10%~60%。
6、 一種權(quán)利要求4或5所述油墨的制備方法，其特征在于，包括 步驟l:將所述組分原料按所述重量百分比稱取后進(jìn)行充分混合，制成混合料；步驟2:將所述混合料在設(shè)定溫度下熔化設(shè)定時間，形成熔化混合液，所 述設(shè)定溫度為IOO(TC ~ 160(TC，所述設(shè)定時間為0. 1 ~ 3小時；步驟3:對所述熔化混合液進(jìn)行冷卻固化，粉碎分選形成所述熔劑； 步驟4:將所述熔劑均化，形成粉體；步驟5:將所述粉體與所述調(diào)墨油混合，攪拌、均化、研磨、輥軋、排泡， 制成油墨。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的油墨的制備方法，其特征在于步驟l具體為將重量百分比為61. 6%的氧化456,重量百分比為5. 1°/。的氧 化鋁，重量百分比為9. 5%的氧化硼，重量百分比為16. 2%的氧化鋇，以及重 量百分比為7. 6%的氧化鋅進(jìn)行充分混合，制成混合料；形成熔化混合液；步驟3具體為將所述熔化混合液倒入去離子冷水中，水淬冷卻，得到蓬 松珊瑚狀熔劑，將蓬松珊瑚狀熔劑在氧化鋁制的球磨機(jī)中使用氧化鋁球和去 離子水進(jìn)行濕磨至平均粒徑成為0. 9微米的細(xì)粉，將磨得的細(xì)粉進(jìn)行噴霧干 燥后，經(jīng)氣流分級得到所述熔劑；步驟4具體為將重量百分比為60%的所述熔劑和重量百分比為10%的白色 無鉛非導(dǎo)電性色劑用行星式球磨機(jī)進(jìn)行混合均化，形成粉體；步驟5具體為將重量百分比為30%的紅外光型調(diào)墨油倒入所述粉體中混 合，攪拌、研磨、均化、脫泡和輥軋制成白色油墨。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的油墨的制備方法，其特征在于步驟i具體為將重量百分比為32. 4%的氧化鉍，重量百分比為8. 8%的氧 化鋁，重量百分比為13. 3%的氧化硼，重量百分比為7. 6%的氧化鋇，重量百 分比為15. 2°/。的氧化鋅，重量百分比為16. 2 %的氧化^i和重量百分比為6. 5% 的碳酸鈉進(jìn)行充分混合，制成混合料；步驟2具體為將所述混合料在126(TC的電爐中用白金坩堝熔化1小時， 形成熔化混合液；步驟3具體為將熔化混合液倒入不銹鋼制軋片機(jī)中冷卻，得到蓬松片狀 熔劑，將蓬松片狀熔劑在氧化鋁制的球磨機(jī)中使用氧化鋁球磨至200目，在 射流粉碎機(jī)中粉碎至平均粒徑成為0. 9微米的細(xì)粉，將磨得的細(xì)粉經(jīng)氣流分 級得到所述熔劑；步驟4具體為將重量百分比為55%的所述熔劑和重量百分比為15°/。的黃色無鉛導(dǎo)電性色劑用行星式球磨機(jī)進(jìn)行混合均化，形成粉體；步驟5具體為將重量百分比為30%的紫外光型調(diào)墨油倒入所述粉體中混合，經(jīng)攪拌、研磨、均化、脫泡和輥軋制成黃色導(dǎo)電油墨。
9、根據(jù)權(quán)利要求6所述的油墨的制備方法，其特征在于 步驟1具體為將重量百分比為34. 3%的氧化鉍、，重量百分比為7. 8%的氧化鋁，重量百分比為13. 3%的氧化硼，重量百分比為8. 6%的氧化鋇，重量百分比為15. 7%的氧化鋅，重量百分比為15. 2%的氧化硅，以及重量百分比為5. 1°/。的氟化鈉進(jìn)行充分混合，制成混合料；步驟2具體為將混合料在1290。C的電爐中用白金坩堝熔化1小時，形成熔化混合液；步驟3具體為將熔化混合液倒入不銹鋼制軋片機(jī)中冷卻，得到蓬松片狀 熔劑；將蓬松片狀熔劑在氧化鋁制的球磨機(jī)中使用氧化鋁球磨至200目，在 射流粉碎機(jī)中粉碎至平均粒徑成為0. 9微米的細(xì)粉，將磨得的細(xì)粉經(jīng)氣流分 級得到所述熔劑；步驟4具體為將重量百分比為60°/ 的所述熔劑和重量百分比為10%的黑色 無鉛非導(dǎo)電性色劑用行星式球磨機(jī)進(jìn)行混合均化，形成粉體；步驟5具體為將重量百分比為30%的紅外光型調(diào)墨油倒入所述粉體中混 合，經(jīng)攪拌、研磨、均化、脫泡和輥軋制成黑色油墨。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熔劑、油墨及其制備方法，其中，熔劑由原料組分經(jīng)熔融、冷卻粉碎處理而制成，原料組分按照重量百分比計算包括30％～78％的氧化鉍；5％～25％的氧化鋁；2％～16％的氧化硼；1％～27％的氧化鋇或氧化鈣；以及1％～20％的氧化鋅。本發(fā)明還提供了一種包括上述熔劑的油墨，按照油墨的重量百分比計算還包括0％～50％的色劑和4％～80％的調(diào)墨油。本發(fā)明提供的熔劑、油墨及其制備方法，熔劑的熔點溫度、膨脹系數(shù)能夠根據(jù)所需的產(chǎn)品特性進(jìn)行匹配調(diào)整，達(dá)到了較好的附著效果；油墨具有光澤度好、色彩鮮艷、牢固度高，具有良好的耐水、耐熔、耐磨性能等優(yōu)點；油墨的制備方法，制備過程簡捷，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C03C8/00GK101519275SQ200910080748
公開日2009年9月2日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者李夢琪 申請人:李夢琪