CN110724359B - 一种超浓缩高固纳米黄色浆及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超浓缩高固纳米黄色浆及其制备方法和应用，该黄色浆包含以下重量百分比的组分：40‑50％的无机和有机混合黄颜料，30‑40％的液体油，10‑20％的分散剂，0.5‑1％的防老化助剂，0.5‑1％的防沉淀助剂。与现有技术相比，该纳米黄色浆的颗粒细度平均粒径为1微米，与光固化树脂相容性良好，可用于LCD\SLA\DLP的3D打印，用于制作高强度、耐高温、防水等工业材料，保证打印出来的成品颜色鲜艳度高，不易沉淀，不受光照和打印温度影响，精密度极高，有助于3D有色材料发展，本发明色浆生产工艺简单，无需遮蔽日光生产，符合节能环保的经济发展态势。也有利企业对生产操作人员的安全健康保障需要。

Description

一种超浓缩高固纳米黄色浆及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及新材料着色技术领域，尤其是涉及一种超浓缩高固纳米黄色浆及其制备方法和应用。
背景技术
3D打印技术又称快速成型技术，简称R P或R P M技术(Rapid PrototypingManufacturing)，是20世纪80年代后期发展起来的一项快速设计及成型技术。光固化成型是目前精度最高的快速成型技术，它具有制作效率高，材料利用率高的优点，可以快速精确地制造复杂形状的物体。其工作原理是：具有一定波长和强度的激光光束按模型各分层截面的形状对光固化树脂逐点扫描，光固化树脂吸收光束能量引发聚合反应，由液态迅速转变为固态，从而形成模型的一个固化薄截面，一层扫描完毕后，工作台移动一个层厚的距离，如此逐层扫描、每一层都以同样的方式固化，最终即可得到完整的三维实体。
为了使打印出来的成品的颜色更为丰富，在光固化树脂中添加色浆是常见的做法。市场上除黑色外，其他颜色适合光固化树脂的色浆很少，主要是大部分有机颜料没有达到纳米颗粒，3D打印精度难以提高，且着色料通常为粉末状颜料或者着色时直接采用母粒添加的方式，这样打印出来的成品着色不均匀，不够鲜艳，还易沉淀。
专利CN104423167A公开了一种黑色光敏树脂组合物和使用该黑色光敏树脂组合物的挡光层，其中，该黑色光敏树脂组合物包含：(A)颜料分散体，颜料分散体包含至少两种具有彼此不同的吸油量的炭黑；(B)粘合剂树脂；(C)可光聚合单体；(D)光聚合引发剂；以及(E)溶剂，然而该组合物用于3D打印成型出来的成品精度仍然不够高。
专利CN105622859B公开了一种用于可见光SLA3D打印机的光固化树脂及其制备方法，该光固化树脂按质量百分比计，由以下各组分组成：超支化丙烯酸酯20～60％，多官能团烷氧化丙烯酸酯10～55％，单官能团丙烯酸酯20～50％，可见光光引发剂0.2～10％，敏化剂0.1～5％，荧光增白剂0.1～3.5％，UV色浆0.5～10％，消泡剂0.1～5％。该光固化树脂采用的色浆为UV色浆，该色浆的精度也不够高，不利于精细模具的打印成型，且该光敏色浆需要光引发剂，生产作业环境要求遮蔽日光类波长的光照，对生产操作人员健康存在隐患。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种超浓缩高固液体纳米黄色浆及其制备方法和应用，以提高3D打印精度，打印出来的成品着色均匀，鲜艳，不易沉淀。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种超浓缩高固纳米黄色浆，该黄色浆包含以下重量百分比的组分：40-50％的无机和有机混合黄颜料，30-40％的液体油，10-20％的分散剂，0.5-1％的防老化助剂，0.5-1％的防沉淀助剂。
进一步地，所述无机和有机混合黄颜料为金红石钛白粉和颜料永固黄，具体为钛白粉R-930和颜料黄P Y12。
进一步地，所述液体油为高分子酸酯液体油。
进一步地，所述分散剂为高分子丙烯酸酯类分散剂。
进一步地，所述防老化助剂为磷酸酯。
进一步地，所述防沉淀助剂为气相二氧化硅。
一种超浓缩高固纳米黄色浆的制备方法，该制备方法具体为：将无机和有机混合黄颜料、防老化助剂、防沉淀助剂、分散剂和液体油，按重量百分比配比称量，依次加入容器中，采用高速分散机进行混合分散，分散均匀后将混合物置于剪切机中依次进行高速剪切分散、滚筒挤压分散和球磨分散，并检测混合物的粒径，当粒径小于900nm，即可得到超浓缩高固纳米黄色浆。
进一步地，所述高速分散机的转速为1400-1600r/min，混合分散时间为50-70min，所述高速剪切分散的循环次数为3-6次。
一种含有超浓缩高固纳米黄色浆的光固化树脂，可用于LCD\SLA\DLP 3D打印，LCD\SLA\DLP均是应用了光固化树脂遇光即发生固化原理的成型技术。
本发明提出了一种超浓缩高固纳米黄色浆，不需要添加单体和光稳定剂，只需控制微量的添加量，通过高速剪切分散、滚筒挤压分散和球磨分散三种不同的分散技术，确保制备的黄色浆颗粒细度可达到纳米级别的水平，该纳米黄色浆的颗粒细度平均粒径为1微米，与光固化树脂相容性良好，可用于LCD\SLA\DLP的3D打印，用于制作高强度、耐高温、防水等的工业材料，特别是可制作出汽车、医疗器械、电子产品、珠宝饰品等精细模具件，可保证打印出来的成品颜色鲜艳度高，不易沉淀，不受光照和打印温度影响，精密度极高，有助于3D有色材料发展。
与现有技术相比，本发明色浆产品优势：
1)本发明的纳米黄色浆的颗粒细度平均粒径为1微米，相比一般料粉粒径80-100微米，精度提高80-100倍，精密度极高，有助于3D产品向精密有色材料领域拓展；2)与光固化树脂相容性良好，可用于LCD\SLA\DLP的3D高精度打印；用于制作高精度、高强度、耐高温、防水等的工业材料；3)颜色鲜艳度高，不易沉淀，不受光照和打印温度影响，大幅提升3D有色材料的外观美观度；4)不需要在无可见光的区域生产，生产设备投资简单，操作员工安全提升。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但绝不是对本发明的限制。
实施例1
一种超浓缩高固纳米黄色浆，该黄色浆的具体组成详见表1。该超浓缩高固纳米黄色浆采用如下制备方法进行制备：将无机和有机复合黄颜料、防老化助剂、防沉淀助剂、分散剂和液体油，按表1中实施例1的重量百分比配比称量，依次加入容器中，采用高速分散机进行混合分散，转速为1500r/min，混合时间为60min，分散均匀后将混合物置于剪切机中依次进行高速剪切分散、滚筒挤压分散和球磨分散，其中高速剪切分散循环3次，并检测混合物的粒径，当粒径小于900nm，即可得到超浓缩高固纳米黄色浆。
将制备得到的纳米黄色浆进行性能测试，测试结果如表2所示。
实施例2
一种超浓缩高固纳米黄色浆，该黄色浆的具体组成详见表1。该超浓缩高固纳米黄色浆采用如下制备方法进行制备：将无机和有机复合黄颜料、防老化助剂、防沉淀助剂、分散剂和液体油，按表1中实施例2的重量百分比配比称量，依次加入容器中，采用高速分散机进行混合分散，转速为1400r/min，混合时间为50min，分散均匀后将混合物置于剪切机中依次进行高速剪切分散、滚筒挤压分散和球磨分散，其中高速剪切分散循环6次，并检测混合物的粒径，当粒径小于900nm，即可得到超浓缩高固纳米黄色浆。
实施例3
一种超浓缩高固纳米黄色浆，该黄色浆的具体组成详见表1。该超浓缩高固纳米黄色浆采用如下制备方法进行制备：将无机和有机复合黄颜料、防老化助剂、防沉淀助剂、分散剂和液体油，按表1中实施例2的重量百分比配比称量，依次加入容器中，采用高速分散机进行混合分散，转速为1600r/min，混合时间为55min，分散均匀后将混合物置于剪切机中依次进行高速剪切分散、滚筒挤压分散和球磨分散，其中高速剪切分散循环5次，并检测混合物的粒径，当粒径小于900nm，即可得到超浓缩高固纳米黄色浆。
实施例4
一种超浓缩高固纳米黄色浆，该黄色浆的具体组成详见表1。该超浓缩高固纳米黄色浆采用如下制备方法进行制备：将无机和有机复合黄颜料、防老化助剂、防沉淀助剂、分散剂和液体油，按表1中实施例2的重量百分比配比称量，依次加入容器中，采用高速分散机进行混合分散，转速为1500r/min，混合时间为60min，分散均匀后将混合物置于剪切机中依次进行高速剪切分散、滚筒挤压分散和球磨分散，其中高速剪切分散循环4次，并检测混合物的粒径，当粒径小于900nm，即可得到超浓缩高固纳米黄色浆。
表1各实施例的纳米黄色浆的组成和含量
Figure BDA0002241142630000041
Figure BDA0002241142630000051
表2实施例1-4纳米黄色浆的性能测试结果
Figure BDA0002241142630000052
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超浓缩高固纳米黄色浆，其特征在于，该黄色浆包含以下重量百分比的组分：40-50%的无机和有机混合黄颜料，30-40%的液体油，10-20%的分散剂，0.5-1%的防老化助剂，0.5-1%的防沉淀助剂；
所述无机和有机混合黄颜料为金红石钛白粉和颜料永固黄；
所述液体油为高分子酸酯液体油；
所述分散剂为高分子丙烯酸酯类分散剂；
所述防沉淀助剂为气相二氧化硅。
2.如权利要求1所述的一种超浓缩高固纳米黄色浆的制备方法，其特征在于，该制备方法具体为：将无机和有机混合黄颜料、防老化助剂、防沉淀助剂、分散剂和液体油，按重量百分比配比称量，依次加入容器中，采用高速分散机进行混合分散，分散均匀后将混合物置于剪切机中依次进行高速剪切分散、滚筒挤压分散和球磨分散，并检测混合物的粒径，当粒径小于900nm，即可得到超浓缩高固纳米黄色浆。
3.根据权利要求2所述的一种超浓缩高固纳米黄色浆的制备方法，其特征在于，所述高速分散机的转速为1400-1600r/min，混合分散时间为50-70min，所述高速剪切分散的循环次数为3-6次。
4.一种含有如权利要求1所述的超浓缩高固纳米黄色浆的光固化树脂。
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