一種水性納米高遮蓋3D打印墨水及其制備方法與流程

      文檔序號:19288005發布日期:2019-11-30 00:49
      一種水性納米高遮蓋3D打印墨水及其制備方法與流程

      本發明涉及3d打印技術領域,尤其涉及水性納米高遮蓋3d打印墨水,還涉及一種水性納米高遮蓋3d打印墨水的制備方法。



      背景技術:

      環保型數碼印花工藝具有節能減排,色彩豔麗,高精度及手感好等優點,其先進的生産原理及技術措施給紡織印刷業帶來了全新的概念和前所未有的機遇。我國數碼印花起步較晚,先進的數碼印花機均從國外進口,而相應的數碼印花墨水耗材,由于品質要求很高,也一直依賴國外進口。

      數碼印花的墨水,在前處理上漿,後處理水洗過程中會産生一定量的廢水,而且目前所有的數碼印花墨水都存在著遮蓋率低,印花立體感差,通用性不強,塗膜彈性差,色牢度不高(3-4級),批次性顔色差異較大等缺點。通常,在印刷中用作打底墨的油墨需要很強的遮蓋力,用來遮住底層油墨的顔色,並且對表層油墨的再現性要好,如果油墨遮蓋力不夠會造成印刷一大關鍵問題,因此,對油墨遮蓋力的研究具有很重要意義。



      技術實現要素:

      本發明的目的在于提供一種水性納米高遮蓋3d打印墨水,以解決現有數碼印花墨水都存在著遮蓋率低,印花立體感差的技術問題。

      本發明提供了一種水性納米高遮蓋3d打印墨水,其包括質量比爲15~20:35~50:6~10:19~21:1~3:0.1~0.15的硅藻泥、水性聚氨酯樹脂、水性納米級色漿、離子水、丙二醇與硅烷偶聯劑;其中,所述水性聚氨酯樹脂的固含量爲50~60%,所述水性納米級色漿的細度爲85~100nm。

      本發明的效果:采用硅藻泥作爲填料,既大大增強塗層的油墨吸收性又大大增強塗層的光澤度;用水性聚氨酯樹脂爲粘接劑既有利于提高塗層的粘接強度又提高了塗層的抗耐磨性能;硅烷偶聯劑可以把硅藻泥和水性納米級色漿、水性聚氨酯樹脂爲粘接劑分子鏈之間連接起來,起到橋梁的作用,本發明的水性納米高遮蓋3d打印墨水具有高遮蓋率、高彈性、立體感強、可適應印刷材質的多樣化等特性,印刷過程中無前處理上漿和後處理水洗程序,生産成本較低,適于大規模工業化生産;因此,其具有潛在的市場價值和廣闊的應用前景。

      優選的,所述硅藻泥、所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水、所述丙二醇與所述硅烷偶聯劑的質量比爲15:40:7:20:1.5:0.15。

      本發明還提供了一種水性納米高遮蓋3d打印墨水的制備方法,包括以下步驟:

      s1:將分子主鏈上含有至少兩個磺酸鈉基團的聚酯多元醇、混合多元醇進行混合脫水,然後與芳香族二異氰酸酯以1:2的質量比進行預聚反應,制得聚氨酯預聚物;

      s2:將所述聚氨酯預聚物與小分子二元醇以1:2的質量比進行封端反應,制得封端的聚氨酯;

      s3:加入丙酮稀釋並乳化所述封端的聚氨酯,再加入胺類擴鏈劑進行擴鏈反應,制得聚氨酯分散液;

      s4:脫除所述聚氨酯分散液中的丙酮,制得所述水性聚氨酯樹脂;

      s5:制備所述水性納米級色漿,所述步驟包括:向分散釜中加入去離子水、丙二醇、分散劑、有機顔料,攪拌0.5-0.6小時,充分混合至顔料的細度至10微米,接著用砂磨機研磨3~4遍,研磨色漿的細度至85~100nm,即得所述水性納米級色漿;攪拌所采用的裝置爲專用攪拌裝置,該攪拌裝置包括機架,還包括機架上自上而下依次設置的電機、由電機帶動的轉軸、攪拌架、與轉軸下端轉動連接的支撐架以及攪拌槽,其中電機與轉軸之間通過齒輪傳動,轉軸上部與機架之間轉動連接,轉軸中部、下部爲中空的,攪拌架包括依次設置的第一攪拌杆、球形連接件以及第二攪拌杆,球形連接件與轉軸中部爲球鉸接,球形連接件將轉軸空腔分割爲第一空腔、第二空腔,兩個空腔中均滑動設置有活塞板,兩個空腔均設置有進液單向閥、出液單向閥,兩個活塞板分別與第一空腔、第二空腔之間設有彈簧,球形連接件上端、下端分別設置有可推動活塞板的頂杆,活塞板朝向頂杆的一端設置爲球弧狀,第一攪拌杆、第二攪拌杆非對稱設置且均自上而下排布有若幹攪拌葉片,其中第一攪拌杆的底部還設有第一永磁體,攪拌槽底部對應設有與第一永磁體相斥的第二永磁體,攪拌槽底部邊緣處設有防沉積氣囊,防沉積氣囊上設有與第一永磁體相吸的第三永磁體;

      s6:將硅藻泥、所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水與所述丙二醇按質量比充分混合,並加入聚氨酯增稠劑進行粘度控制,最終制得所述水性納米高遮蓋3d打印墨水。

      優選的,s1中的混合脫水在140℃下實施,s1中的預聚反應的溫度、s2中的封端反應的溫度,以及s3中的擴鏈反應的溫度均爲80℃。

      優選的,所述胺類擴鏈劑爲二乙基甲苯二胺。

      優選的,s6中還加入乳化劑,與所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水以及所述丙二醇一起充分混合。

      優選的,所述離子水、所述丙二醇、所述分散劑與所述有機顔料的質量比爲50:5:10:35。

      附圖說明

      圖1爲本發明實施例提供的水性納米高遮蓋3d打印墨水制備方法的工藝流程圖;

      圖2爲本發明實施例提供的水性納米高遮蓋3d打印墨水制備方法中攪拌所用裝置的結構示意圖。

      具體實施方式

      下面通過具體實施方式進一步詳細的說明:

      說明書附圖中的附圖標記包括:轉軸1、進液單向閥2、彈簧3、活塞板4、球形連接件5、第二攪拌杆6、第一攪拌杆7、攪拌葉片8、第一永磁體9、出液單向閥10、推力軸承11、防沉積氣囊12、第二永磁體13、電機14。

      下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的範圍。

      在本發明的描述中,需要說明的是,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系爲基于附圖所示的方位或位置關系,僅是爲了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解爲對本發明的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解爲指示或暗示相對重要性。

      在本發明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

      實施例:

      一種水性納米高遮蓋3d打印墨水,其包括質量比爲15~20:35~50:6~10:19~21:1~3:0.1~0.15的硅藻泥、水性聚氨酯樹脂、水性納米級色漿、離子水、丙二醇與硅烷偶聯劑;其中,所述水性聚氨酯樹脂的固含量爲50~60%,所述水性納米級色漿的細度爲85~100nm。具體的,所述硅藻泥、所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水、所述丙二醇與所述硅烷偶聯劑的質量比爲15:40:7:20:1.5:0.15。

      如圖1所示,本發明還提供了一種水性納米高遮蓋3d打印墨水的制備方法,包括以下步驟:

      s1:將分子主鏈上含有至少兩個磺酸鈉基團的聚酯多元醇、混合多元醇進行混合脫水,然後與芳香族二異氰酸酯以1:2的質量比進行預聚反應,制得聚氨酯預聚物;

      s2:將所述聚氨酯預聚物與小分子二元醇以1:2的質量比進行封端反應,制得封端的聚氨酯;

      s3:加入丙酮稀釋並乳化所述封端的聚氨酯,再加入胺類擴鏈劑進行擴鏈反應,制得聚氨酯分散液;

      s4:脫除所述聚氨酯分散液中的丙酮,制得所述水性聚氨酯樹脂;

      s5:制備所述水性納米級色漿,所述步驟包括:向分散釜中加入去離子水、丙二醇、分散劑、有機顔料,攪拌0.5-0.6小時,充分混合至顔料的細度至10微米,接著用砂磨機研磨3~4遍,研磨色漿的細度至85~100nm,即得所述水性納米級色漿;

      s6:將硅藻泥、所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水與所述丙二醇按質量比充分混合,並加入聚氨酯增稠劑進行粘度控制,最終制得所述水性納米高遮蓋3d打印墨水。

      如圖2所示,s5中攪拌所采用的裝置爲專用攪拌裝置,該攪拌裝置包括機架,還包括機架上自上而下依次設置的電機14、由電機14帶動的轉軸1、攪拌架、與轉軸1下端轉動連接的支撐架以及攪拌槽,其中電機14與轉軸1之間通過齒輪傳動,轉軸1上部與機架之間轉動連接,轉軸1中部、下部爲中空的,攪拌架包括依次設置的第一攪拌杆7、球形連接件5以及第二攪拌杆6,球形連接件5與轉軸1中部爲球鉸接,球形連接件5將轉軸1空腔分割爲第一空腔、第二空腔,兩個空腔中均滑動設置有活塞板4,兩個空腔均設置有進液單向閥2、出液單向閥10,兩個活塞板4分別與第一空腔、第二空腔之間設有彈簧3,球形連接件5上端、下端分別設置有可推動活塞板4的頂杆,活塞板4朝向頂杆的一端設置爲球弧狀,第一攪拌杆7、第二攪拌杆6非對稱設置且均自上而下排布有若幹攪拌葉片8,其中第一攪拌杆7的底部還設有第一永磁體9,攪拌槽底部對應設有與第一永磁體9相斥的第二永磁體13,攪拌槽底部邊緣處設有防沉積氣囊12,防沉積氣囊12上設有與第一永磁體9相吸的第三永磁體。

      工作時,電機14通過齒輪傳動帶動轉軸1轉動,轉軸1轉動帶動攪拌架轉動,此時利用攪拌架第一攪拌杆7、第二攪拌杆6以及攪拌葉片8的轉動即可攪拌攪拌槽中混合的物料,此爲第一維度的攪拌,而且由于第一攪拌杆7、第二攪拌杆6非對稱設置,這就使得攪拌架在轉動時會發生豎直方向小角度的翻轉,當第一攪拌杆7上的第一永磁體9不斷靠近第二永磁體13時,會加劇豎直方向的翻轉,這會導致第一攪拌杆7、第二攪拌杆6在轉動過程中路徑不斷發生變化,此爲第二維度的攪拌,當攪拌架在豎直方向的翻轉時還會帶動球形連接件5、頂杆克服彈簧3阻力頂壓活塞板4,從而使第一空腔、第二空腔內的壓強變大,第一空腔、第二空腔內的物料自出液單向閥10排出,當第一永磁體9遠離第二永磁體13時,彈簧3的回複力逐漸占據主導地位,使得第一攪拌杆7、第二攪拌杆6以及球形連接件5複位,此時第一空腔、第二空腔內的壓強變小,攪拌槽中的物料自進液單向閥2進入第一空腔、第二空腔內,由于第一空腔的出液單向閥10、進液單向閥2均設置攪拌槽上部、第二空腔的出液單向閥10設置在攪拌槽中部、進液單向閥2設置在攪拌槽底部,這就實現了物料自攪拌槽底部向中部、上部的搬運、轉移、混合;此爲第三維度的攪拌;與此同時防沉積氣囊12的設置,使得當第一永磁體9靠近第三永磁體時,會帶動防沉積氣囊12向第一攪拌杆7方向變形,從而將沉積在攪拌槽底部邊緣的物料攪動起來,此爲第四維度的攪拌;綜上幾重維度的攪拌混合作用,使得攪拌效率大大提升,攪拌效果大幅度提高,物料攪拌細度也大大減小。

      該攪拌裝置效果奇佳,大大縮短了攪拌時間,同時又能大幅度提升攪拌效果,使得攪拌後的物料混合更加均勻、細度更小。

      在至少一個實施例中,s1中的混合脫水在140℃下實施,s1中的預聚反應的溫度、s2中的封端反應的溫度,以及s3中的擴鏈反應的溫度均爲80℃。

      在至少一個實施例中,所述胺類擴鏈劑爲二乙基甲苯二胺。

      在至少一個實施例中,s6中還加入乳化劑,與所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水以及所述丙二醇一起充分混合。

      在至少一個實施例中,所述離子水、所述丙二醇、所述分散劑與所述有機顔料的質量比爲50:5:10:35。

      本發明的效果:采用硅藻泥作爲填料,既大大增強塗層的油墨吸收性又大大增強塗層的光澤度;用水性聚氨酯樹脂爲粘接劑既有利于提高塗層的粘接強度又提高了塗層的抗耐磨性能;硅烷偶聯劑可以把硅藻泥和水性納米級色漿、水性聚氨酯樹脂爲粘接劑分子鏈之間連接起來,起到橋梁的作用,本發明的水性納米高遮蓋3d打印墨水具有高遮蓋率、高彈性、立體感強、可適應印刷材質的多樣化等特性,印刷過程中無前處理上漿和後處理水洗程序,生産成本較低,適于大規模工業化生産;因此,其具有潛在的市場價值和廣闊的應用前景。

      以上所述的僅是本發明的實施例,方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述,所屬領域普通技術人員知曉申請日或者優先權日之前發明所屬技術領域所有的普通技術知識,能夠獲知該領域中所有的現有技術,並且具有應用該日期之前常規實驗手段的能力,所屬領域普通技術人員可以在本申請給出的啓示下,結合自身能力完善並實施本方案,一些典型的公知結構或者公知方法不應當成爲所屬領域普通技術人員實施本申請的障礙。應當指出,對于本領域的技術人員來說,在不脫離本發明結構的前提下,還可以作出若幹變形和改進,這些也應該視爲本發明的保護範圍,這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護範圍應當以其權利要求的內容爲准,說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權利要求的內容。

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