Pesquisa sobre Resistência a Alta Temperatura de Tinta Cerâmica Preta de Cobre-Cromo

A tecnologia de impressão a jato de tinta cerâmica surgiu como uma mistura perfeita de tecnologia computacional moderna e técnicas de decoração de superfícies cerâmicas, apresentando vantagens incomparáveis em relação aos métodos decorativos tradicionais. O núcleo desta tecnologia está na preparação de tinta cerâmica, e este estudo se concentra no desenvolvimento de tinta cerâmica preta usando um método de moagem-dispersão. Além disso, nos aprofundamos no desempenho dessa tinta sob diferentes condições de conteúdo sólido. Posteriormente, submetemos a tinta a testes de resistência a altas temperaturas para explorar seu comportamento em ambientes de temperatura elevada, variando de 600°C a 1000°C.

Os resultados experimentais indicam que criamos com sucesso uma tinta cerâmica preta resistente a altas temperaturas. Mesmo depois de ser submetida a 800°C por 30 minutos, a tinta mantém sua cor vibrante, padrões nítidos e não exibe sinais de desbotamento. No entanto, além de 800°C, a tinta#39;s cor começa a ficar opaca.

Atualmente, a tecnologia de impressão a jato de tinta, tanto nacional quanto internacionalmente, está florescendo rapidamente, com suas aplicações se estendendo a vários campos. A tecnologia de impressão a jato de tinta cerâmica, como um método de impressão sem contato, permite a aplicação direta da tinta cerâmica em produtos cerâmicos através de controle por computador, servindo ao propósito de decoração e embelezamento. Suas vantagens, incluindo velocidade, personalização e impressão fina, superam as das técnicas tradicionais que são limitadas por tamanho e forma. Além disso, a tecnologia de impressão a jato de tinta cerâmica tem impacto ambiental mínimo, tornando-a altamente adequada para aplicações como decoração de superfícies cerâmicas.

A tinta cerâmica, como o componente chave da impressão a jato de tinta cerâmica, normalmente consiste em pigmentos cerâmicos, solventes, dispersantes, ligantes, surfactantes e outros aditivos. Vários métodos são empregados para a preparação de tinta cerâmica, incluindo sol-gel, microemulsão reversa e métodos de dispersão. O método de dispersão, em particular, é comumente usado. Envolve o uso de contas de zircônia como ferramentas de moagem em um moinho de areia. Com a adição de dispersantes apropriados e outros aditivos, os pigmentos cerâmicos moídos são uniformemente dispersos no meio de tinta, formando um sistema de dispersão estável.

Além da decoração, a tinta cerâmica encontra aplicações na identificação e rastreamento de itens em superfícies cerâmicas, como impressão de logotipos, códigos de barras e códigos QR. Isso é especialmente relevante para cerâmicas de favo de mel, um material catalítico industrial que muitas vezes requer a impressão de códigos de barras, códigos QR e informações de produção em sua superfície para identificação. No entanto, o tratamento térmico da cerâmica de favo de mel cordierita exige temperaturas de até 600°C, necessitando de tinta cerâmica preta que possa suportar temperaturas acima de 600°C sem sofrer reações químicas com o substrato cerâmico e manter a cor estável. Assim, este estudo escolheu a tinta cerâmica preta cobre-cromo e empregou o método de moagem-dispersão para sua preparação. Realizamos experimentos para investigar o impacto de diferentes níveis de teor de sólidos no desempenho da tinta e sua resistência a altas temperaturas.

Nos experimentos, descobrimos que o teor de sólidos afeta diretamente a estabilidade e coloração da tinta cerâmica. O maior teor de sólidos aumenta a estabilidade da tinta, mas reduz sua capacidade de coloração. Portanto, aumentando adequadamente o conteúdo sólido, mantendo outras propriedades inalteradas, podemos reduzir o consumo de tinta durante o uso prático, melhorando a coloração e a cobertura. No entanto, o teor de sólidos excessivamente alto pode comprometer a estabilidade da tinta, levando a uma vida útil reduzida do equipamento de impressão. Portanto, a seleção do teor ótimo de sólidos é crucial na preparação de tintas cerâmicas. Sob parâmetros de moagem constantes, escolhemos tintas cerâmicas com teores de sólidos de 20%, 25% e 30% e testamos sua viscosidade e desempenho granulométrico para determinar a relação ideal de teor de sólidos.

Os resultados experimentais mostraram que, dentro da faixa de 20%-30% de teor de sólidos, um aumento no teor de sólidos levou a um aumento na viscosidade da tinta cerâmica. Este aumento na viscosidade é atribuído à maior viscosidade, aumentando a resistência ao atrito entre as partículas e o meio de dispersão, auxiliando no refinamento das partículas e na melhoria da eficiência de moagem. No entanto, quando o teor de sólidos excedia 35%, a tinta&#A viscosidade de 39;s aumentou acentuadamente, impactando negativamente a eficiência da moagem e causando agregação de partículas. Portanto, escolher o conteúdo sólido certo é um equilíbrio delicado entre estabilidade e coloração. Com o mesmo tempo de moagem, tintas cerâmicas com diferentes teores de sólidos exibiram mínima variação na distribuição granulométrica. Consequentemente, optou-se por um conteúdo sólido de 30% para estudos subsequentes.

Além disso, o estudo revelou que, com um teor de 30% de sólidos, estender adequadamente o tempo de moagem resultou em um tamanho médio de partícula menor. Com o tempo de moagem prolongado, o tamanho médio das partículas diminuiu gradualmente. Entretanto, após 1,5 horas de moagem, o tamanho das partículas não apresentou alterações significativas. Esse fenômeno ocorre porque, após ser refinado no moinho até um determinado tamanho, prolongar ainda mais o tempo de moagem não altera substancialmente o tamanho da partícula. Portanto, optou-se por um tempo de moagem de 1,5 horas para o preparo da tinta cerâmica.

Para tinta cerâmica com 30% de teor sólido, realizamos testes de impressão a jato de tinta. Os resultados demonstraram excelente desempenho de impressão, com padrões claros, cores vibrantes e sem defeitos como bolhas de ar ou trailing. Este achado indica que a tinta cerâmica com 30% de teor sólido é adequada para produção industrial e aplicações.

Finalmente, submetemos a tinta cerâmica a testes de resistência a altas temperaturas, com temperaturas de queima variando de 600°C a 1000°C. Os resultados mostraram que, dentro da faixa de 600°C a 800°C, a tinta&#O padrão 39;s permaneceu praticamente inalterado, mantendo sua cor brilhante sem amarelamento, rachaduras ou outros problemas. No entanto, a 900°C, a cor do padrão diminuiu ligeiramente e, a 1000°C, a cor tornou-se visivelmente mais escura. Esta alteração pode ser atribuída às reações de oxidação-redução que ocorrem entre a tinta cerâmica e o substrato cerâmico do favo de mel de cordierita. Consequentemente, definimos a temperatura de aplicação da tinta cerâmica resistente a altas temperaturas em 800°C.

Em resumo, este estudo preparou com sucesso tinta cerâmica preta resistente a altas temperaturas, otimizou seu teor de sólidos, tempo de moagem, tamanho de partícula e outros parâmetros. Esta tinta é adequada para várias aplicações de impressão a jato de tinta cerâmica, particularmente aquelas que exigem resistência a altas temperaturas. A pesquisa fornece suporte robusto para a aplicação da tecnologia de impressão a jato de tinta cerâmica, prometendo contribuições significativas para a decoração cerâmica e campos industriais.