Sou Harold, um químico de materiais da área de engenharia de superfícies cerâmicas. Hoje vou levá-lo ao mundo microscópico dos esmaltes de cerâmica, revelar como a tecnologia de jato de tinta UV rompeu os três principais tabus da impressão tradicional e compartilhar a fórmula secreta que descobrimos por acidente durante a restauração de relíquias culturais na Cidade Proibida.
Você aprenderá:
- Como a nano-sílica permite que a tinta "agarre" os azulejos vitrificados
- A tecnologia de cura UV resolve o problema do desenvolvimento de cores em altas temperaturas de 1200°C
- Uma solução em nível molecular para evitar a disseminação de pigmentos cerâmicos
- Uma fórmula especial de agente de acoplamento verificada na restauração de relíquias culturais
1. O salto quântico na impressão de cerâmica: da impressão em tela ao jato de tinta digital
O dilema material por trás da revolução da resolução
Em 2018, quando participamos do projeto de replicação do mural de azulejos de Dunhuang, a precisão de 72 dpi da impressão de tela tradicional nos fez perder 40% dos detalhes do mural. Depois de mudar para a tecnologia de jato de tinta, a resolução de 360 dpi restaurou com sucesso o padrão de fio de ouro de 0,2 mm dos trajes das apsaras voadoras, mas surgiram novos problemas.
Comparação de desempenho tradicional versus jato de tinta (com base no white paper do setor de 2023):
Indicador Impressão em tela Impressão em rolo Jato de tinta digital
Resolução máxima 72dpi 150dpi 360dpi
Reprodução de cores 65% 78% 92
Largura mínima da linha 0,5 mm 0,3 mm 0,08 mm
Taxa de perda de produção 12% 8% 3%
2. Avanço na "área restrita mortal": cirurgia molecular da tinta UV
Um registro prático da tecnologia de nano-ancoragem
Quando o testamos em azulejos vitrificados de Jingdezhen, a adesão das tintas UV comuns foi de apenas 2B (método de hachura cruzada). Com a introdução de um sistema de "âncora molecular" de sílica de 30 nm + γ-metacriloxipropiltrimetoxissilano, a adesão foi aprimorada com sucesso para 5B.
Principal avanço na formulação:
- Material da estrutura: acrilato de poliuretano (40%) + acrilato de epóxi (25%)
- Nano reforço: SiO₂ modificado na superfície (8%) + ZrO₂ (3%)
- Sistema de cura: ITX (3%) + 907 (2%) + EDAB (0,5%)
- Controle de fluxo: TPGDA (15%) + DPGDA (7%)
3. Batalha para proteger o desenvolvimento de cores em alta temperatura: código quântico para a estabilidade do pigmento
O caminho para quebrar a maldição do vermelho
Em 2019, o esmalte vermelho de uma fábrica de revestimentos cerâmicos de alta qualidade apresentou uma diferença de cor de ΔE de até 7,8 após a queima a 1180 °C. Usamos uma técnica de revestimento core-shell para revestir zircônia estabilizada com ítria na superfície do pigmento vermelho de seleneto de cádmio, aumentando sua resistência à temperatura para 1250 °C.
Experimento de comparação de desempenho:
- Pigmento não tratado: começa a se decompor a 1175°C, ΔE>5
- Pigmento revestido com núcleo-shellpermanece estável a 1250°C, ΔE<1,5
- Estabilidade de dispersãoPotencial zeta: aumenta de ±15mV para ±35mV
- Distribuição do tamanho das partículas: D50 diminui de 1,2 μm para 0,6 μm
4. Especulação futura: A tinta UV pode reviver o Yaobian Tianmu perdido?
Quando usei a tecnologia de jato de tinta no laboratório para reproduzir a iridescência dos produtos Yaobian da dinastia Song, encontrei três desafios principais:
- o alinhamento direcional de microcristais de óxido metálico
- o empilhamento preciso de estruturas de esmalte de várias camadas
- e a previsão do comportamento de mudança de fase durante a queima
A tecnologia de deposição assistida por campo magnético que estamos experimentando pode alcançar a orientação preferencial do plano (110) dos cristais de α-Fe₂O₃ durante o processo de jato de tinta. Talvez dentro de cinco anos, a tecnologia moderna consiga desvendar o código quântico das antigas mudanças no forno.
Minhas anotações de campo
Na semana passada, ao lidar com uma reclamação sobre um esmalte deslizante de uma marca de banheiro, descobri que a rugosidade convencional da superfície Ra=3,2μm não atendia aos padrões de segurança. Ao adicionar contas de vidro 20% de 150 mesh à tinta UV, o coeficiente de atrito foi aumentado com sucesso de 0,35 para 0,68 sem afetar a precisão do padrão.
Sugestões de visualização
- Diagrama de comparação microscópica (Alt: Comparação SEM da seção transversal da camada de tinta antes e depois da nano-ancoragem)
- Curva de análise térmica (Alt: Análise DSC-TG do pigmento revestido com núcleo de concha)
- Diagrama de fluxo do processo (Alt: Princípio do sistema de deposição de jato de tinta magneticamente assistido)
Desafio interativo:
Quais são alguns dos problemas técnicos mais difíceis que você já encontrou na decoração de cerâmica? Descreva os casos mais difíceis nos comentários, e eu selecionarei os dois mais representativos para serem desmontados em nível molecular!
(1) Tinta para jato de tinta cerâmica vermelha UV
Acrilato de poliuretano 13%
Diluente de fotoiniciador 50%
907 2%
ITX 1%
Pigmento cerâmico vermelho 30%
Aditivos para tintas 4%
(2) Tinta para jato de tinta cerâmica amarela UV Acrilato de poliuretano
Diluente de fotoiniciador 50%
907 1.5%
1173 0.5%
ITX 1%
Pigmento cerâmico amarelo 34%
Solvente 5%
Aditivos para tintas 3%
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| Poliol/Polimercaptana | ||
| Monômero DMES | Sulfeto de bis(2-mercaptoetil) | 3570-55-6 |
| Monômero DMPT | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| Monômero de PETMP | 7575-23-7 | |
| Monômero PM839 | Polioxi(metil-1,2-etanodil) | 72244-98-5 |
| Monômero monofuncional | ||
| Monômero HEMA | Metacrilato de 2-hidroxietil | 868-77-9 |
| Monômero HPMA | Metacrilato de 2-hidroxipropila | 27813-02-1 |
| Monômero THFA | Acrilato de tetrahidrofurfurila | 2399-48-6 |
| Monômero HDCPA | Acrilato de diciclopentenila hidrogenado | 79637-74-4 |
| Monômero DCPMA | Metacrilato de di-hidrodiciclopentadienila | 30798-39-1 |
| Monômero DCPA | Acrilato de di-hidrodiciclopentadienila | 12542-30-2 |
| Monômero DCPEMA | Metacrilato de diciclopenteniloxietil | 68586-19-6 |
| Monômero DCPEOA | Acrilato de diciclopenteniloxietil | 65983-31-5 |
| Monômero NP-4EA | (4) nonilfenol etoxilado | 50974-47-5 |
| Monômero LA | Acrilato de laurila / Acrilato de dodecila | 2156-97-0 |
| Monômero THFMA | Metacrilato de tetrahidrofurfurila | 2455-24-5 |
| Monômero de PHEA | ACRILATO DE 2-FENOXIETIL | 48145-04-6 |
| Monômero LMA | Metacrilato de lauril | 142-90-5 |
| Monômero IDA | Acrilato de isodecila | 1330-61-6 |
| Monômero IBOMA | Metacrilato de isobornila | 7534-94-3 |
| Monômero IBOA | Acrilato de isobornila | 5888-33-5 |
| Monômero EOEOEA | 2-(2-Etoxietoxi)acrilato de etila | 7328-17-8 |
| Monômero multifuncional | ||
| DPHA Monômero | 29570-58-9 | |
| Monômero DI-TMPTA | TETRAACRILATO DE DI(TRIMETILOLPROPANO) | 94108-97-1 |
| Monômero de acrilamida | ||
| Monômero ACMO | 4-acriloilmorfolina | 5117-12-4 |
| Monômero di-funcional | ||
| Monômero PEGDMA | Dimetacrilato de poli(etilenoglicol) | 25852-47-5 |
| Monômero TPGDA | Diacrilato de tripropilenoglicol | 42978-66-5 |
| Monômero TEGDMA | Dimetacrilato de trietilenoglicol | 109-16-0 |
| Monômero PO2-NPGDA | Diacrilato de neopentileno glicol propoxilado | 84170-74-1 |
| Monômero de PEGDA | Diacrilato de polietileno glicol | 26570-48-9 |
| Monômero PDDA | Ftalato de diacrilato de dietilenoglicol | |
| Monômero NPGDA | Diacrilato de neopentil glicol | 2223-82-7 |
| Monômero HDDA | Diacrilato de hexametileno | 13048-33-4 |
| Monômero EO4-BPADA | DIACRILATO DE BISFENOL A ETOXILADO (4) | 64401-02-1 |
| Monômero EO10-BPADA | DIACRILATO DE BISFENOL A ETOXILADO (10) | 64401-02-1 |
| Monômero EGDMA | Dimetacrilato de etilenoglicol | 97-90-5 |
| Monômero DPGDA | Dienoato de Dipropileno Glicol | 57472-68-1 |
| Monômero Bis-GMA | Bisfenol A Metacrilato de glicidila | 1565-94-2 |
| Monômero trifuncional | ||
| Monômero TMPTMA | Trimetacrilato de trimetilolpropano | 3290-92-4 |
| Monômero de TMPTA | Triacrilato de trimetilolpropano | 15625-89-5 |
| Monômero PETA | 3524-68-3 | |
| Monômero de GPTA ( G3POTA ) | TRIACRILATO DE GLICERIL PROPOXI | 52408-84-1 |
| Monômero EO3-TMPTA | Triacrilato de trimetilolpropano etoxilado | 28961-43-5 |
| Monômero fotorresistente | ||
| Monômero IPAMA | Metacrilato de 2-isopropil-2-adamantila | 297156-50-4 |
| Monômero ECPMA | Metacrilato de 1-etilciclopentila | 266308-58-1 |
| Monômero ADAMA | Metacrilato de 1-amantílico | 16887-36-8 |
| Monômero de metacrilatos | ||
| Monômero TBAEMA | Metacrilato de 2-(terc-butilamino)etila | 3775-90-4 |
| Monômero NBMA | Metacrilato de n-butilo | 97-88-1 |
| Monômero MEMA | Metacrilato de 2-metoxietil | 6976-93-8 |
| Monômero i-BMA | Metacrilato de isobutilo | 97-86-9 |
| Monômero EHMA | Metacrilato de 2-etil-hexila | 688-84-6 |
| Monômero EGDMP | Bis(3-mercaptopropionato) de etilenoglicol | 22504-50-3 |
| Monômero EEMA | 2-etoxietil 2-metilprop-2-enoato | 2370-63-0 |
| Monômero DMAEMA | N,M-Dimetilaminoetil metacrilato | 2867-47-2 |
| Monômero DEAM | Metacrilato de dietilaminoetila | 105-16-8 |
| Monômero CHMA | Metacrilato de ciclohexila | 101-43-9 |
| Monômero BZMA | Metacrilato de benzila | 2495-37-6 |
| Monômero BDDMP | Di(3-mercaptopropionato) de 1,4-butanodiol | 92140-97-1 |
| Monômero de BDDMA | 1,4-Butanodioldimetacrilato | 2082-81-7 |
| Monômero AMA | Metacrilato de alila | 96-05-9 |
| Monômero AAEM | Metacrilato de acetilacetoxietil | 21282-97-3 |
| Monômero de acrilatos | ||
| Monômero de IBA | Acrilato de isobutilo | 106-63-8 |
| Monômero EMA | Metacrilato de etila | 97-63-2 |
| Monômero DMAEA | Acrilato de dimetilaminoetila | 2439-35-2 |
| Monômero DEAEA | 2-(dietilamino)etil prop-2-enoato | 2426-54-2 |
| Monômero CHA | ciclohexil prop-2-enoato | 3066-71-5 |
| Monômero BZA | prop-2-enoato de benzila | 2495-35-4 |