摘要

陶瓷色料是陶瓷墨水的核心。

本文主要围绕几种生产工艺复杂、用途较为广泛、市场价值较高的色料制备与工艺特点，阐述生产过程中需要引起重视的几项技术要点，以此为陶瓷墨水性能的优化提供参考。

关键词： 陶瓷墨水  钴蓝/锆镨黄/玛瑙红/黑色/棕色墨水色料   

前言

陶瓷墨水的性能要求除普通墨水的颗粒度、黏度、表面张力、电导率、pH值以外，根据陶瓷墨水应用的特点，对陶瓷色料的要求还有一些特殊性能：

（1）要求陶瓷色料粉体在溶剂中能保持良好的化学和物理特性，经长时间存放，不会出现化学反应、团聚、沉淀等现象发生。

（2）在打印过程中的要求，陶瓷色料颗粒能在短时间内以最有效的堆积结构排列，附着牢固，获得较大密度的打印层，以便煅烧后具有高的烧结密度。

（3）色料在加工到目标粒径后，色饱和度下降不太明显，色料高温烧成后稳定，具有良好的呈色性能以及与坯釉的匹配性能。

下面，就钴蓝墨水色料、锆镨黄墨水色料、玛瑙红墨水色料、黑色墨水色料、棕色墨水色料五种色料在生产中的技术要点做出阐述。 

1.钴蓝墨水色料  

 1.1 钴蓝色料的生产工艺流程图：

 1.2 技术要点：

1） 钴蓝色料的高温烧成过程，在250~500C氢氧化铝的脱水范围时应适当地降低升温速度，使氢氧化铝低温脱水完全，有利于CoAl2O、晶体的生长均衡。钴蓝煅烧900~ 1050°C的主晶相为CoAl2O,尖晶石，颜色为蓝绿色，1100°C以上转变为CoAl2O.尖晶石，颜色为蓝色。

2） 以超细氢氧化铝为原料合成的钴蓝烧成温度以1150~ 1200°C为宜，保温4~5h。

3） 钴蓝色料的湿法研磨以细度达到325目，筛余<0.1%为宜;使进入砂磨粉碎不沉淀、不堵网。钴蓝色料的砂磨宜采用0.6~1.0mm的锆球。砂磨开始时，料水比例为1:1~1.5 (质量比)，到砂磨结束时，逐渐增加到料:水为1:1~2，并使砂磨过程中料浆的温度不会明显上升。砂磨最终控制钴蓝色料的颗粒为 D50<0.8μm, D90<1.2μm。

2. 锆镨黄墨水色料

 2.1 锆镨黄墨水色料配方：

 2.2 锆镨黄色料的生产工艺流程

△ 技术提示：

锆镨黄用于墨水的色料，矿化剂在配方中的量比常规的镨黄色料要少得多，矿化剂在半成品中的均匀性是必须注意的问题。成品色料的粉碎除了采用气流磨粉碎外，也可以使用湿法砂磨。

 2.3  技术要点：

1）为了使锆镨黄色料中错元素能较多地掺杂进人硅酸锆的晶体晶格，形成的色料晶体颗粒细小均匀，使用矿化剂的量要尽可能地少，烧成的温度不能太高。对锆镨黄色料半成品进行超细粉碎是十分必要的。超细粉碎可通过砂磨机来实现。

2）为了使砂磨粉碎过程中不堵网，料浆不沉淀，砂磨之前应先对色料进行球磨粉碎。球磨应选择硅球或锆球，不能使用氧化铝球。少量氧化铝的杂质会影响镨黄色料的合成。

3）球磨的细度以达到325目全通过为宜。砂磨机的研磨球选择0.4-1.0mm的氧化锆球为宜。

3. 玛瑙红墨水色料

玛瑙红是少数几种呈红色的陶瓷色料，特别是它可用于高温下呈色，在与之相适应的基础釉中呈美丽的玛瑙红色。

 3.1 玛瑙红陶瓷色料制备工艺流程图：

△ 技术提示：

从发色机理上看，玛瑙红是Cr4+离子固溶于锡榍石中形成的固溶体。铬不是构成锡榍石的基础成分，因此将玛瑙红色料研磨到墨水能使用的细度(<1.0μm)，玛瑙红色料的色饱和度将明显降低。

 3.2 技术要点：

1） 要使玛瑙红色料能够在墨水中使用，应加工到平均颗粒在300~500nm范围，而色饱和度不明显下降。

2） 玛瑙红色料半成品的超细砂磨是最重要的工艺。砂磨前为了原料在砂磨过程中不堵网，必须先用湿法球磨，将料浆球磨到325目全通过。球磨选用硅球。砂磨机选用的锆球应选用0.6~0.8mm的小球。砂磨过程中要选用合适的助磨剂，否则在1μm以下就难以将粉体磨细。

3） 原料砂磨开始时料:水比约为1 : 2. 5，随着砂磨的进行要逐渐加水，到砂磨结束时，一般料:水比达到1: 3.5。玛瑙红成品的细度最好达到D:50<1. 0pm, D9o<1. 5μm。进一步的细磨可在制墨水时进行。

4. 黑色墨水色料

黑色陶瓷颜料种类较多，单制造黑色纯正、在釉中有广泛适应性的黑色色料仍非易事。陶瓷喷墨打印技术的应用，对颜料要求越来越高。制备超细且颗粒分布窄的黑色色料具有重要意义。

 4.1 Co-Cr-Fe Ni-Mn黑色色料配方：

 4.2 技术要点

1） CoCrF-Ni.Mm黑色色料半成品的超细粉碎可选择砂磨机进行。

2） 砂磨之前要先使用湿球磨到料浆全部通过了325目筛。半成品的砂磨控制半成品的细度在D50<0.8μm, D9o<1. 2μm。成品的细磨控制细度至D50<1.Iμm, D90<1. 6μm。进一步的细磨可在制作墨水时进行。

5.0 棕色墨水色料

 5.1 棕色色料的配方组成

 5.2 棕色色料的生产工艺流程

技术提示：

在棕色色料的加工过程中，成品可直接采用气流磨粉碎，采用这一加工流程，配料使用的原料要求纯度高，配方中不添加矿化剂。如果产品的电导率不能满足要求、那么成品的粉碎宜采用湿法砂磨，砂磨后需要增加一道颜料漂洗工艺。

5.3 技术要点

1） 棕色色料在半成品的处理过程中经过了砂磨机超细粉碎，因此烧结所需温度比普通棕色色料略低。但为了墨水色料合成的晶体更完整，实际生产中采用与普通棕色色料相同的温度烧成。

2） 在烧成黄棕色色料产品时，30C是氨氧化锅的脱水温度，要适当降低升温速率。

LONGLY  技术团队供稿