CN111621064A - 3d喷墨打印用粘结剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及3D喷墨打印用粘结剂，所述3D喷墨打印用粘结剂由结剂体系、表面活性剂体系及蒸馏水制备而成，所述3D喷墨打印用粘结剂的pH值为7.5～8.5。本发明3D喷墨打印用粘结剂有效地克服了现有技术存在的问题，所述3D喷墨打印用粘结剂具有如下特性：25℃粘度为8.0～13.0mpa.s，粘度低，流动性优异；20℃表面张力为28～32mN/m，表面张力低，流动性好，对粉末材料的渗透和润湿性能好；抗弯强度≥10MPa，粘结强度高，且本发明产品生产成本低、在生产和使用过程中，无有毒有害气体产生，更加绿色环保。

Description

3D喷墨打印用粘结剂
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D喷墨打印用粘结剂。
背景技术
3D打印技术与机器人、互联网一起被称为第三次工业革命的主要标志。目前，3D打印技术已广泛应用于铸造、医疗、工艺品制作等各个行业，作为3D喷墨打印技术不可缺少的粘结剂材料，近年来也发展迅速，功能和种类越来越多。
本发明依托3D打印技术在工艺品制作领域的发展，结合需求，克服现有技术的不足，通过技术创新开发出一种3D喷墨打印用粘结剂，该粘结剂对任意材质的粉末材料都具有优异的粘结性能，应用范围广阔。该粘结剂材料在生产和使用过程中无有毒有害气体生成、无固体废物排出，绿色环保。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，成功开发一种3D喷墨打印用粘结剂。本发明水性低碳粘结剂具有低粘度、低表面张力、高粘结强度、生产和使用过程中无有毒有害气体产生，绿色环保等技术优点。
为解决上述存在的不足，本发明采用的技术方案为：
一种3D喷墨打印用粘结剂，所述3D喷墨打印用粘结剂按质量分数计包括以下组份：22.5％～32.5％粘结剂体系、0.3％～0.7％表面活性剂及67％～77％蒸馏水。
进一步的，所述3D喷墨打印用粘结剂为弱碱性的无色至淡黄色透明均匀液体，pH值为7.5～8.5。
进一步的，所述粘结剂体系由水溶性淀粉、水性糊精及聚乙烯醇组成，所述水溶性淀粉、水性糊精及聚乙烯醇的组成比例任意可调。
进一步的，所述表面活性剂为琥珀酸二辛酯磺酸钠、乙二醇醚、月桂基醚磷酸酯钾中的至少一种。
用于制备如上所述的3D喷墨打印用粘结剂的方法，包括如下步骤：
①将蒸馏水抽入反应釜中，启动搅拌并加热升温至95～105℃；
②将粘结剂体系抽入反应釜中，在95～105℃保温搅拌；
③降温至35℃以下，加入表面活性剂，并进行搅拌。
进一步的，所述步骤②中保温搅拌的时间为60～90min。
进一步的，所述步骤③中搅拌的时间为30～60min。
本发明3D喷墨打印用粘结剂有效地克服了现有技术存在的问题，所述3D喷墨打印用粘结剂由粘结剂体系、表面活性剂及蒸馏水制备而成。由于本发明溶剂为蒸馏水，粘结剂体系分子含碳量低，所以本发明产品具有水性低碳的特性。所述3D喷墨打印用粘结剂具有如下特性：25℃粘度为8.0～13.0mpa.s，粘度低，流动性优异；20℃表面张力为28～32mN/m，表面张力低，流动性好，对粉末材料的渗透和润湿性能好；抗弯强度≥10MPa，粘结强度高，且本发明产品生产成本低、在生产和使用过程中，无有毒有害气体产生，更加绿色环保。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关说明书实施例对本发明进行更全面的描述。说明书实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为解决上述存在的不足，本发明采用的技术方案为：
一种3D喷墨打印用粘结剂，所述3D喷墨打印用粘结剂按质量分数计包括以下组份：22.5％～32.5％粘结剂体系、0.3％～0.7％表面活性剂及67％～77％蒸馏水。所述3D喷墨打印用粘结剂为弱碱性的无色至淡黄色透明均匀液体，pH值为7.5～8.5；所述粘结剂体系由水溶性淀粉、水性糊精及聚乙烯醇组成，所述水溶性淀粉、水性糊精及聚乙烯醇的组成比例任意可调；所述表面活性剂为琥珀酸二辛酯磺酸钠、乙二醇醚、月桂基醚磷酸酯钾中的一种或两种及以上的组合。
用于制备如上所述的3D喷墨打印用粘结剂的方法，包括如下步骤：
①将蒸馏水用真空泵抽入搪瓷反应釜中，启动搅拌并打开蒸汽加热，升温至95～105℃保温；
②将所述的水溶性淀粉、水性糊精和聚乙烯醇用真空泵抽入搪瓷反应釜中，在95～105℃保温搅拌60～90min；
③降温至35℃以下，加入所述的表面活性剂，搅拌30～60min；
④检测、包装，即得3D喷墨打印用粘结剂。
实施例一
①将72％质量分数的蒸馏水用真空泵抽入搪瓷反应釜中，启动搅拌并打开蒸汽加热，升温至95～105℃保温；
②将27.5％质量分数的所述的水溶性淀粉、水性糊精和聚乙烯醇用真空泵抽入搪瓷反应釜中，95～105℃保温搅拌60～90min；
③降温至35℃以下，加入0.5％质量分数的所述的表面活性剂，搅拌30～60min；
④检测、包装，即得3D喷墨打印用水性低碳粘结剂材料。
该3D喷墨打印用粘结剂25℃粘度9.4mpa.s，20℃表面张力30.5mN/m，抗弯强度16.2MPa。
实施例二
①将74.5％质量分数的蒸馏水用真空泵抽入搪瓷反应釜中，启动搅拌并打开蒸汽加热，升温至95～105℃保温；
②将25％质量分数的所述的水溶性淀粉、水性糊精和聚乙烯醇用真空泵抽入搪瓷反应釜中，95～105℃保温搅拌60～90min；
③降温至35℃以下，加入0.5％质量分数的所述的表面活性剂，搅拌30～60min；
④检测、包装，即得3D喷墨打印用粘结剂材料。
该3D喷墨打印用粘结剂25℃粘度8.6mpa.s，20℃表面张力29.7mN/m，抗弯强度15.3MPa。
实施例三
①将69.4％质量分数的蒸馏水用真空泵抽入搪瓷反应釜中，启动搅拌并打开蒸汽加热，升温至95～105℃保温；
②将30％质量分数的所述的水溶性淀粉、水性糊精和聚乙烯醇用真空泵抽入搪瓷反应釜中，95～105℃保温搅拌60～90min；
③降温至35℃以下，加入0.6％质量分数的所述的表面活性剂，搅拌30～60min；
④检测、包装，即得3D喷墨打印用粘结剂。
该3D喷墨打印用粘结剂25℃粘度10.5mpa.s，20℃表面张力31.2mN/m，抗弯强度17.9MPa。
实施例四
①将73.7％质量分数的蒸馏水用真空泵抽入搪瓷反应釜中，启动搅拌并打开蒸汽加热，升温至95～105℃保温；；
②将26％质量分数的所述的水溶性淀粉、水性糊精和聚乙烯醇用真空泵抽入搪瓷反应釜中，95～105℃保温搅拌60～90min；
③降温至35℃以下，加入0.3％质量分数的所述的表面活性剂，搅拌30～60min；
④检测、包装，即得3D喷墨打印用粘结剂材料。
该3D喷墨打印用粘结剂25℃粘度8.8mpa.s，20℃表面张力29.5mN/m，抗弯强度14.8MPa。
实施例五
①将68.3％质量分数的蒸馏水用真空泵抽入搪瓷反应釜中，启动搅拌并打开蒸汽加热，升温至95～105℃保温；
②将31％质量分数的所述的水溶性淀粉、水性糊精和聚乙烯醇用真空泵抽入搪瓷反应釜中，95～105℃保温搅拌60～90min；
③降温至35℃以下，加入0.7％质量分数的所述的表面活性剂，搅拌30～60min；
④检测、包装，即得3D喷墨打印用粘结剂材料。
该3D喷墨打印用粘结剂25℃粘度12.4mpa.s，20℃表面张力31.6mN/m，抗弯强度16.7MPa。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种3D喷墨打印用粘结剂，其特征在于，所述3D喷墨打印用粘结剂按质量分数计包括以下组份：22.5％～32.5％粘结剂体系、0.3％～0.7％表面活性剂及67％～77％蒸馏水。
2.根据权利要求1所述的3D喷墨打印用粘结剂，其特征在于，所述3D喷墨打印用粘结剂的pH值为7.5～8.5。
3.根据权利要求1所述的3D喷墨打印用粘结剂，其特征在于，所述粘结剂体系由水溶性淀粉、水性糊精及聚乙烯醇组成，所述水溶性淀粉、水性糊精及聚乙烯醇的组成比例任意可调。
4.根据权利要求1所述的3D喷墨打印用粘结剂，其特征在于，所述表面活性剂为琥珀酸二辛酯磺酸钠、乙二醇醚、月桂基醚磷酸酯钾中的至少一种。
5.一种用于制备如权利要求1至4中任一项所述的3D喷墨打印用粘结剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
①将蒸馏水抽入反应釜中，启动搅拌并加热升温至95～105℃；
②将粘结剂体系抽入反应釜中，在95～105℃保温搅拌；
③降温至35℃以下，加入表面活性剂，并进行搅拌。
6.根据权利要求5所述的用于制备3D喷墨打印用粘结剂的方法，其特征在于，所述步骤②中保温搅拌的时间为60～90min。
7.根据权利要求5所述的用于制备3D喷墨打印用粘结剂的方法，其特征在于，所述步骤③中搅拌的时间为30～60min。
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