1 前言

功能材料的噴墨打印在廣告、OLED 顯示器、電子印刷和其他需要高精度、無(wú)掩模、直寫(xiě)沉積技術(shù)的專(zhuān)業(yè)用途中顯示出廣泛的應用。然而，分散在油墨中的功能材料的沉降風(fēng)險限制了其進(jìn)一步實(shí)施。

氧化鉻 (Cr2O3) 是一種高性能耐火、耐磨、耐腐蝕無(wú)機材料，可用于模擬綠葉的太陽(yáng)光譜反射特性以達到目的。應用以 Cr2O3 為顏料的噴墨打印技術(shù)可以顯著(zhù)簡(jiǎn)化從設計到涂覆新迷彩圖案的過(guò)程并降低成本。然而，Cr2O3 的噴墨打印卻顯見(jiàn)報道，因為基于金屬氧化物顆粒的墨水分散穩定性差，容易結塊和沉淀，導致打印時(shí)噴嘴堵塞。

在顏料油墨制備的步驟中，顏料被研磨至納米級并使用如樹(shù)脂、分散劑等助劑分散到溶劑中（自上而下的方法）。該類(lèi)油墨沉降的風(fēng)險主要是由于固體顏料顆粒在系統中是人為分散而不是原位生成造成的。為了克服這個(gè)問(wèn)題，該論文提出了自下而上制備顏料油墨，通過(guò)控制生長(cháng)反應，從而可以一步原位制備具有長(cháng)期分散穩定性的油墨。

2 樣品和測試

2.1 樣品：傳統法自上而下制備的球磨Cr2O3油墨，一步低溫溶劑熱法自下而上制備的膠體Cr2O3油墨（如Fig.1）。

Fig.1 膠體Cr2O3油墨

2.2 測試條件：LUMiSizer，4000rpm，25℃ ，5h

3 實(shí)驗結果

Fig.2（a）球磨Cr₂O₃油墨和（c）膠體Cr₂O₃油墨的透光率圖譜。（b） 離心后球磨Cr₂O₃油墨（左）和膠體Cr₂O₃油墨（右）的光學(xué)圖像。（d）球磨Cr₂O₃油墨（紅色虛線(xiàn)）和膠體Cr₂O₃油墨（藍色點(diǎn)線(xiàn)）的不穩定性指數。

橫坐標對應樣品管的位置，左邊是樣品管的頂部，右邊是樣品管的底部；縱坐標是透光率數值。譜線(xiàn)從初始譜線(xiàn)（紅色）到結束譜線(xiàn)（綠色）隨著(zhù)時(shí)間的變化過(guò)程。Fig.2(a)中球磨Cr2O3油墨具有較低的初始透光率（接近2%），且未觀(guān)察到明顯的相分離界面。隨著(zhù)實(shí)驗的進(jìn)行，樣品頂部的透光率逐漸增加到90%，并且相界面由左向右移動(dòng)，最終穩定在128mm處，直至測試完成，模擬了從均相到*分離的全過(guò)程。相比之下，在Fig.2(c)中，膠體Cr2O3油墨的圖譜在測試過(guò)程中相對穩定。測試完成后的樣品如Fig.2(b)所示。從以上結果推測，從這些結果可以看出，該膠體Cr2O3墨水在1年內避免沉淀并保持其均勻性。

Fig.2(d)顯示了球磨Cr₂O₃油墨（紅色虛線(xiàn)）和膠體Cr₂O₃油墨（藍色點(diǎn)線(xiàn)）的不穩定性指數，該指數的值是一個(gè)介于0（非常穩定）和1（非常不穩定）之間的數。球磨Cr₂O₃油墨在大約4000s時(shí)不穩定指數約為1，體系分離*，等效的自然時(shí)間約為 100 天。然而，膠體墨水在1年多的模擬過(guò)程中具有不穩定性指數幾乎為0。

4 結論

通過(guò)該一步低溫溶劑熱法制備的膠體Cr2O3油墨在等效自然沉降試驗下可在約1年的時(shí)間內保持穩定，由乙醇和乙酰丙酮封端的非晶型Cr2O3顆粒時(shí)形成均勻穩定膠體分散體的主要原因。與傳統的自上而下制造工藝相比，該實(shí)驗使用的一步自下而上制備方法降低了顏料印刷油墨沉淀的主要風(fēng)險，為制備具有長(cháng)期分散穩定性的金屬氧化物基顏料油墨提供一種通用方法。