Préparation et étude des performances de l’encre céramique noire

Avec l’avancement de la science et de la technologie, la technologie de contrôle numérique a gagné en importance croissante dans les industries manufacturières modernes. La technologie d’impression jet d’encre numérique en céramique, en tant que forme de technologie d’impression numérique sans contact, est considérée comme l’une des technologies clés pour l’industrialisation. Cette étude a préparé avec succès l’encre céramique noire en utilisant une méthode de dispersion de broyage et a exploré l’impact de différents temps de broyage sur l’encre et#39; S de la performance. Les résultats indiquent qu’en moins d’une heure et demie après le broyage, l’encre céramique noire d’une taille moyenne de particules de 200-300nm peut être produite, répondant aux exigences des imprimantes jet d’encre.

Contrairement à l’impression jet d’encre conventionnelle, l’encre céramique jet d’encre doit subir une cuisson à haute température après l’impression. Les effets de couleur sous différents émaux ou températures de cuisson varient. L’encre céramique, en tant qu’élément central de la technologie d’impression à jet d’encre, se réfère à un type de liquide trouvé dans les imprimantes à jet d’encre qui contient des poudres céramiques spéciales, des pigments céramiques ou des colorants. En général, l’encre céramique est composée de pigments inorganiques non métalliques (colorants, glaçures), de solvants, de dispersants, de tensioactifs et d’autres additifs. Actuellement, les principales méthodes de préparation de l’encre céramique sont les méthodes sol-gel, les méthodes de microémulsion en phase inverse et les méthodes de dispersion. Les méthodes Sol-gel ont mûri, mais présentent l’inconvénient d’une faible stabilité et d’une teneur élevée en solides, ce qui entraîne des précipitations au fil du temps. Les méthodes de microémulsion en phase inverse sont coûteuses et ne conviennent pas à la production à grande échelle. En revanche, les méthodes de dispersion sont couramment utilisées, ce qui rend le processus d’encre céramique plus simple, plus rentable et adapté à la production industrielle grâce aux améliorations continues de la technologie de meulage.

La préparation de l’encre céramique implique principalement deux facteurs clés: la stabilité de l’encre céramique, qui détermine si les particules de couleur peuvent être uniformément dispersées dans l’encre, et la performance de l’encre céramique pour répondre aux exigences matérielles des imprimantes jet d’encre. Cela nécessite un contrôle strict des indicateurs de performance tels que la viscosité, la densité et la taille des particules de l’encre céramique. La dispersion de pigments inorganiques de couleur dans l’encre céramique n’est pas un procédé simple de poudrage; Il nécessite une distribution uniforme et stable des particules de couleur dans le milieu pour empêcher l’agrégation, la coagulation ou la précipitation. Dans différentes conditions de processus, le degré de fragmentation des pigments de couleur inorganiques varie. Le contrôle de la distribution granulométrique de l’encre céramique et la réduction du temps de broyage posent des défis dans la méthode de dispersion de broyage. Cette étude examine l’encre céramique noire, à l’aide du système d’oxyde de cuivre noir, et prépare l’encre céramique noire à l’aide de la méthode de dispersion par broyage. On examine l’influence des différents temps de broyage sur les propriétés de l’encre, telles que la taille des particules. Grâce à l’analyse de la taille des particules et du potentiel zeta à l’aide d’un analyseur de nanotaille et de potentiel zeta et de la microscopie électronique à transmission, l’étude identifie le temps de broyage optimal pour produire de l’encre céramique haute performance, dans le but de réduire la consommation d’énergie et d’améliorer les avantages économiques industriels.

Section expérimentale 1.1 Instruments et matériaux expérimentaux les Instruments et matériaux expérimentaux utilisés dans cette étude sont énumérés dans le tableau 1.

1.2 préparation d’encre céramique noire l’encre céramique noire a été préparée selon la méthode de dispersion par broyage. Les étapes expérimentales spécifiques sont les suivantes: dans un rapport fixe, mélanger le pigment inorganique d’oxyde de cuivre noir, le solvant, le dispersant 2055, l’antimousse et l’agent mouillant Anti-terra-U. Disperser le mélange à l’aide d’un disperseur à une vitesse de 800 tours par minute pendant 30 minutes. Ensuite, diviser l’encre en cinq portions et broyer les mélanges avec des billes d’oxyde de zirconium pour différentes durées à l’aide d’un broyeur à sable (0.5h, 1h, 1.5h, 2h et 2.5h). Après filtration, le filtrat obtenu est l’encre céramique noire, qui est ensuite soumise à des tests de performance.

Résultats et Discussion2.1 Influence des différents temps de meulage sur la performance de l’encre céramiquele temps de meulage Influence directement la taille des particules de l’encre céramique. Le choix du temps de rectification optimal est un facteur clé pour déterminer les performances de l’encre céramique. Différents échantillons d’encre céramique ont été préparés avec des temps de broyage variables. Le tableau 2 présente une comparaison de la gamme de distribution granulométrique des encres céramiques préparées à différents temps de broyage.

Le tableau 2 montre que, pour la même proportion de solvant, l’encre céramique préparée avec un temps de broyage de 0,5 heure a une large gamme de distribution granulométrique, tandis que l’encre céramique préparée avec un temps de broyage de 1,5 heure a une gamme de distribution plus étroite. Dans une certaine plage de temps de broyage, à mesure que le temps de broyage augmente, la plage de distribution granulométrique se rétrécit progressivement. Lorsque la taille des particules d’encre céramique atteint une certaine taille, une prolongation supplémentaire du temps de broyage n’affecte pas de manière significative la distribution granulométrique. Ainsi, le temps de broyage optimal pour la préparation de l’encre céramique est fixé à 1,5 heure, ce qui donne une plage de distribution granulométrique étroite qui répond aux exigences des imprimantes jet d’encre. La Figure 1 montre qu’à mesure que le temps de broyage augmente, la taille moyenne des particules colorantes diminue progressivement. Au début, la réduction de la taille des particules est rapide, et la taille des particules diminue d’environ 82 nm à environ 280 nm. Avec le broyage continu, la taille des particules diminue encore, mais le taux de réduction diminue, surtout après 1,5 heure de broyage lorsque la taille des particules reste relativement stable. La forme irrégulière des particules colorantes après le meulage est due à diverses forces, telles que les forces de compression et de cisaillement, agissant sur les grosses particules au début du meulage.

Après un broyage de 1,5 heure, la plupart des particules colorantes ont été brisées en particules plus petites. De plus, l’indice de distribution de la taille des particules diminue avec les temps de broyage plus longs (Figure 2). Après 1,5 heure de broyage, la répartition devient plus uniforme et plus étroite. Au-delà d’une heure et demie, l’indice de distribution reste pratiquement inchangé.

2.2 microscopie électronique à Transmission (TEM) Observation de la dispersion d’encre céramiques cinq groupes d’encre céramique noire ont été préparés avec un temps de broyage de 1,5 heure. Ils ont été formulés en solutions de dispersion d’encre, et la taille et la dispersion des particules colorantes dans la solution de dispersion ont été observées à l’aide de la microscopie électronique à transmission (TEM), comme le montre la Figure 3. La Figure 3 montre clairement une répartition uniforme des particules colorantes dans la solution de dispersion, les particules étant encapsulées par des additifs, formant des particules d’encre individuelles dispersées dans le solvant. Après 0,5 heure de broyage, les particules colorantes sont plus grosses, sans agrégation. La taille des particules est d’environ 600 nm. Après 1,5 heure de broyage, les grosses particules précédentes ont été décomposées en particules plus petites, entourées de molécules additifs. Les particules sont plus petites, avec une taille inférieure à 300 nm. La plupart des particules de l’encre céramique ont une taille comprise entre 150 et 300 nm, avec une forme irrégulière de l’ordre de 200 à 300 nm. Les observations de TEM sont cohérentes avec les résultats obtenus à partir de l’analyseur de potentiel nanosize et zeta.

2.3 essai d’impression d’encre céramique l’encre céramique avec un temps de broyage de 1,5 heure a été remplie dans une imprimante à jet d’encre CoPilot256 par la société Guixi Bao. L’encre était pratiquement imprimée sur du papier blanc, comme le montre la Figure 4. La qualité de l’image démontre un texte clair et précis, des motifs vibrants et des couleurs sans défauts tels que traînées, bulles d’air, stries ou éclaboussures d’encre. Cela confirme que l’encre céramique noire préparée avec un temps de broyage de 1,5 heure répond aux exigences d’une imprimante jet d’encre.

Conclusion(1) cette étude a préparé avec succès une encre céramique noire de haute qualité en utilisant la méthode de dispersion par broyage, dont la taille des particules répond aux exigences des imprimantes jet d’encre et présente une bonne stabilité (2) les résultats expérimentaux indiquent qu’un temps de broyage de 1,5 heure peut produire une encre céramique noire avec une taille moyenne de particules de 200-300 nm et une distribution granulométrique idéale. Ce temps de rectification optimal vise à réduire la consommation d’énergie et à améliorer les avantages économiques industriels.