CN114574035A - 一种直发棒用铝板3d喷墨打印工艺及油墨 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及3D喷墨打印的领域，更具体地说，它涉及一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨。该铝板3D喷墨打印由以下步骤制得：将铝板从打印设备输入端进入，通过水性聚氨酯树脂油墨进行打印，固化，打印完成后并从打印设备输出端出来；所述打印的固化时间为1‑2s，固化温度为60‑80℃；水性聚氨酯树脂油墨为改性水性聚氨酯树脂油墨，所述改性水性聚氨酯树脂油墨包括以下重量份原料制得：六亚甲基二异氰酸酯、质量分数为45‑55%乙醇、聚四氢呋喃、有机、桐油、1，4丁二醇、催化剂，本申请的油墨具有粘附性好、柔顺性好、韧性好的优点，用于铝板打印后具有较好的防水性、耐磨性等。
Description
技术领域
本申请涉及3D打印的领域，更具体地说，它涉及一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨。
背景技术
3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。而3D喷墨打印，则是利用打印机将油墨进行喷墨打印。
一般3D喷墨打印主要用于薄膜、板材、塑料制品上的打印，也有的用于金属的打印，但是一般3D喷墨打印的油墨用于铝板的表面打印时，打印后所形成的图案容易脱落，并且图案容易表面干裂、粗糙，进而使得打印形成的制品的品质低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨。
第一方面，本申请提供的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺采用如下的技术方案：一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺，该铝板3D喷墨打印由以下步骤制得：
将铝板从打印设备输入端进入，通过水性聚氨酯树脂油墨进行打印，固化，打印完成后并从打印设备输出端出来；所述打印的固化时间为1-2s，固化温度为60-80℃；水性聚氨酯树脂油墨为改性水性聚氨酯树脂油墨，所述改性水性聚氨酯树脂油墨包括以下重量份原料制得：六亚甲基二异氰酸酯45-55份
质量分数为45-55％乙醇20-30份
聚四氢呋喃35-40份
有机硅5-8份
桐油6-10份
1，4丁二醇0.3-0.5份
催化剂0.1-0.5份。
通过上述技术方案，本申请的直发棒用铝板3D喷墨打印工艺具有操作简单、生产效率高以及制品的品质好。通过上述原料制得的水性聚氨酯树脂油墨，具有较好的粘附性、柔顺性、韧性等的优点，当用于铝板的打印时，提高打印得到的图案的耐磨性、防水性，且能够更好地粘附于铝板的表面，并且减少铝板表面的出现干裂或粗糙的可能性，进而提高铝板打印的品质。
通过加入六亚甲基二异氰酸酯作为制备聚氨酯的原料，该六亚甲基二异氰酸酯是一种有机化合物，在常温下具有较好的稳定性，且能够与水、醇及胺等含活泼氢反应的酯，而聚四氢呋喃作为制备聚氨酯的原料，具有价格便宜、水解稳定性好以及粘附性好，且能够与六亚甲基二异氰酸酯反应，进而生成具有粘附性好的水性聚氨酯树脂，催化剂具有催化作用，能够促进水性聚氨酯树脂的合成；有机硅具有良好的耐热、粘附性、耐水解和耐候性。通过加入有机硅，使得到的改性水性聚氨酯树脂用于打印铝板具有极好的耐高低温性能、粘附性、化学稳定性以及防水性等，使得水性聚氨酯树脂油墨打印后的图案，遇水不易脱落，同时通过加入有机硅能够对水性聚氨酯进行改性，提高聚氨酯链段的柔软性，使聚氨酯的链段增加提高聚氨酯的其中有，该有机硅为聚二甲基硅氧烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷以重量份之比为1:1的混合物，聚二甲基硅氧烷最为硅烷柔软剂，且具有较好的耐水性和稳定性，γ-氨丙基三乙氧基硅烷具有偶联作用，提高有机高分子和无机填料粘结性，同时使得到更容易黏附于铝板的表面，进而得到铝板打印制品图案不易脱落。
桐油是天然的植物油，具有来源广泛、廉价的优点，其中桐油的主要成分是桐油酸三甘酯，而干燥后的桐油具有较强的附着力、防腐、防虫的优点，通过利用桐油在水性聚氨酯树脂的聚合过程成中进行改性，使得的得到的改性水性聚氨酯树脂油墨具有较好的粘附性、防水性、耐磨性的优点，当改性水性聚氨酯树脂用于打印铝板时，得到的图案的不易脱落、防水性好以及柔韧性好，减少铝板上打印的图案脱落的可能性，进而提高铝板上打印的图案的品质。
1，4丁二醇作为扩链剂，进而能够使聚合得到的水性聚氨树脂的分子量，进而提高水性聚氨树脂形成的油墨的粘附性。
乙醇溶液具有稀释作用，便于进行制备改性水性聚氨酯树脂油墨，同时制备改性水性聚氨酯树脂油墨的乙醇溶液在高温下能够快速挥发，减少乙醇溶液残留在改性水性聚氨酯树脂油墨中，进而提高改性水性聚氨酯树脂油墨的纯度。
优选的，所述改性水性聚氨酯树脂油墨还包括以下重量份原料制得：
消泡剂0.5-1份
颜料5-10份
粘接剂1-3份
填充剂2-5份
分散剂0.3-0.8份。
以上原料和原料的重量份均为本申请较佳的原料组成和原料的重量份范围，其中，粘附剂具有连接金属与聚合物的作用，进而能够提高改性水性聚氨酯树脂树脂油墨与铝板的粘附性，减少铝板打印后形成图案发生脱落的可能性；颜料具有能够调节改性水性聚氨酯树脂树脂油墨的颜色，进而便于打印不同的图案颜色的铝板；填充剂具有填充作用，进而能够提高改性水性聚氨酯树脂树脂油墨打印形成图案后的耐磨性，使打印后形成的图案不易刮落。
优选的，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚和/或聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚。
上述的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚作为均泡剂乳化剂，且用于改性水性聚氨酯树脂树脂油墨，不仅能够减少改性水性聚氨酯树脂树脂油墨的泡沫生产，同时起到抗静电的作用；聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚属于高分子表面活性剂，具有起泡力均较低、分散力好、具有强乳化力、较好的低温流动性的优点，进而能够进一步减少改性水性聚氨酯树脂树脂油墨中的气泡产生，同时提高改性水性聚氨酯树脂树脂油墨的分散性。
优选的，所述颜料为钛白粉、硅酸铝、碳黑、朱砂以及红土中的一种。
上述的颜料均具有染色效果，其中，钛白粉、硅酸铝为白色的染料，碳黑为黑色的染料，朱砂、红土为红色染料。
优选的，所述粘接剂为钛酸酯偶联剂和或聚乙烯醇。
聚乙烯醇具有强力的粘接性、平滑性、耐磨性的优点，进而能够提高改性水性聚氨酯树脂树脂油墨的粘接性，且该改性水性聚氨酯树脂树脂油墨用于铝板打印后形成的图案具有较好的耐磨性，
优选的，所述填充剂硅酸钠和/或二氧化硅。
优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和五甲基二乙烯三胺。
优选的，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
聚乙烯吡咯烷酮具有稳定性好，且能够改善涂料和颜料的光泽和分散性，提高热稳定性并能改善油墨和墨水的分散性等，进而使得改性水性聚氨酯树脂树脂油墨的体系原料分散均匀，形成分散均匀的改性水性聚氨酯树脂树脂油墨。
优选的，改性水性聚氨酯树脂油墨，由以下步骤制得：
步骤1：按照重量份计，称取0.5-1份消泡剂、45-55份六亚甲基二异氰酸酯、20-30份质量分数为45-55％乙醇溶液以及6-10份桐油，混合均匀，加热至55-65℃，得到混合物A；称取1-3份粘接剂、0.3-0.8份分散剂、2-5份填充剂、5-10份颜料以及35-40份聚四氢呋喃，搅拌5-10min，得到混合物B；
步骤2：称取0.1-0.5份催化剂，加入至步骤1的混合物A中，混合均匀，得到混合物C，再将步骤1的得到的混合物A分3-5批次泵入混合物C中，每次泵入后搅拌10-20min后再泵入下一批次，待完全泵入混合完成后，加热至68-75℃，反应2-3h，得到混合D；
步骤3：称取5-8重量份有机硅和0.3-0.5份1，4丁二醇，加入至步骤2得到的混合物D，升温至85-95℃，反应3-5h，中和，减压蒸馏20-30min，改性水性聚氨酯树脂油墨。
通过上述技术方案，具有操作件简单，生产效率高的优点，通过分批次进行加料，使水性聚氨酯树脂油墨的原料体系分散均匀，便于水性聚氨酯树脂油墨的原料进行充分反应，从而提高水性聚氨酯树脂油墨的生产效率，上述的中和所使用的原料为三乙胺，剪切是指在高速混合搅拌下对改性水性聚氨酯树脂油墨进行充分搅拌(该过程在油墨生产罐内便可进行)，进而使改性水性聚氨酯树脂油墨进行充分改性，且用于打印铝材后，得到的打印图案具有较好的。
第二方面，一种直发棒用铝板3D喷墨打印油墨，用于的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺的打印中，具体包括如下重量份的原料：
六亚甲基二异氰酸酯45-55份
质量分数为45-55％乙醇20-30份
聚四氢呋喃35-40份
有机硅5-8份
桐油6-10份
1，4丁二醇0.3-0.5份
消泡剂0.5-1份
颜料5-10份
粘接剂1-3份
填充剂2-5份
分散剂0.3-0.8份
催化剂0.1-0.5份。
通过上述的原料组成和原料的重量份的范围，均为本申请较佳的原料组成和原料的重量范围，通过以上原料制得的水性聚氨酯树脂油墨具有粘附性好、柔顺性好、韧性好优点，当用于铝板的打印时，能够更好地粘附于铝板的表面，并且减少铝板表面的出现干裂或粗糙的可能性，进而提高铝板打印的品质。由有机硅低聚物与聚氨醋树脂共同制成的一类改性树脂。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用桐油和有机硅在水性聚氨酯树脂的聚合中加入，并对水性聚氨酯树脂进行改性，使得到的改性水性聚氨酯树脂油墨具有较好的较好的粘附性、防水性、耐磨性的优点，当改性水性聚氨酯树脂用于打印铝板时，得到的图案的不易脱落、防水性好。
2、本申请的方法，具有操作简单、生产效率高的优点，通过分批次进行加料，使水性聚氨酯树脂油墨的原料体系分散均匀，便于水性聚氨酯树脂油墨的原料进行充分反应，从而提高水性聚氨酯树脂油墨的生产效率。
具体实施方式
以下制备例和实施例对本申请作进一步详细说明。
部分原料的来源
聚乙烯吡咯烷酮，生产公司：广东粤美化工有限公司，型号：PVPK30；
聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚，生产厂家：江苏省海安石油化工厂，型号：GPE-3000；
聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚，生产厂家：江苏省海安石油化工厂，型号：聚醚F6；
聚二甲基硅氧烷，生产厂家：广州东弘化工有限公司，型号：PMX-500；
聚四氢呋喃，生产厂家：济南双盈化工有限公司，型号：工业级THF；
表2中的市售改性水性聚氨酯树脂油墨的来源，生产厂家：温州国仕邦高分子材料有限公司，型号：GY031。
一种改性水性聚氨酯树脂油墨的制备例
制备例1
一种改性水性聚氨酯树脂油墨，由以下步骤制得：
步骤1：称取0.3Kg聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚、0.3Kg聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、47Kg六亚甲基二异氰酸酯、25Kg质量分数为50％乙醇溶液以及8Kg桐油，加入至反应釜搅拌中，搅拌加热至60℃，得到混合物A；称取1Kg钛酸酯偶联剂、1Kg聚乙烯醇、0.5Kg聚乙烯吡咯烷酮、2Kg硅酸钠、1Kg二氧化硅、8Kg钛白粉以及37Kg聚四氢呋喃，用搅拌机搅拌8min，得到混合物B；
步骤2：称取0.2Kg二月桂酸二丁基锡和0.1Kg五甲基二乙烯三胺，加入至步骤1的混合物A中，混合均匀，得到混合物C，再将步骤1的得到的混合物A分4批次泵入混合物C中，每次泵入后搅拌15min后再泵入下一批次，待完全泵入混合完成后，加热至70℃，反应2.5h，得到混合D；
步骤3：称取3Kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷、3Kg聚二甲基硅氧烷以及0.4Kg1，4丁二醇，加入至步骤2得到的混合物D，升温至90℃，反应4h，用三乙胺进行中和，在真空条件下进行减压蒸馏20min，改性水性聚氨酯树脂油墨。
制备例2-5
制备例2-5与制备例1的不同之处在于原料的用量(Kg)及各步骤中的加热温度和/或加热时间，具体如表1；
表1原料的用量(Kg)及各步骤中的加热温度和/或加热时间
制备对比例
制备对比例1
制备对比例1与制备例1的不同之处在于，制备对比例的制备方法：称取0.3Kg聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚、0.3Kg聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、47Kg六亚甲基二异氰酸酯、25Kg质量分数为50％乙醇溶液、8Kg桐油、1Kg钛酸酯偶联剂、1Kg聚乙烯醇、0.5Kg聚乙烯吡咯烷酮、2Kg硅酸钠、1Kg二氧化硅、8Kg钛白粉以及37Kg聚四氢呋喃、0.2Kg二月桂酸二丁基锡和0.1Kg五甲基二乙烯三胺、3Kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷、3Kg聚二甲基硅氧烷以及0.4Kg1，4丁二醇，加入至反应釜搅拌中，搅拌加热至60℃，反应60min；升温至70℃，反应2.5h；升温至90℃，反应4h，用三乙胺进行中和，在真空条件下进行减压蒸馏20min，改性水性聚氨酯树脂油墨。
制备对比例2
制备对比例2与制备例1的不用之处在于：桐油等量替换成聚二甲基硅氧烷。
制备对比例3
制备对比例3与制备例2的不同之处在于：桐油和有机硅等量替换成甲基硅油。
实施例
实施例1
一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺，该铝板3D喷墨打印由以下步骤制得：
将铝板从打印设备输入端进入，通过改性水性聚氨酯树脂油墨进行打印，在温度为70℃下进行固化1s，完成打印后并从打印设备输出端出来,实现铝板的打印。
实施例2-9
实施例2-9与实施例1的不同之处在于改性水性聚氨酯树脂油墨的来源、固化时间以及固化温度的不同，具体如表2所示；
表2实施例2-9与实施例1的不同之处在于改性水性聚氨酯树脂油墨的来源、固化时间以及固化温度
性能检测试验
将实施例1-9进行以下性能测试，具体检测数据如表3所示。
试验方法
1、物理分析
将实施例1-9进行物理分析，并进行记录外观和气味；耐水性，将实施例1-9得到的铝板打印品，放置于50℃的水中2h，通过搓揉，观察铝板上干燥的油墨是否脱落，并记录相关的数据。
2、化学分析
耐酒精性，用质量分数为90％的酒精进行来回擦拭5次，观察是否褪色并记录数据；耐摩擦性，用橡皮来回擦拭1分钟，观察是否透底或磨损；放入150℃的烘箱中30min，观察是否变色，并记录相关的数据。
表3实施例1-9的检测数据
结合实施例1和实施例1-6并结合表3可以看出，可以看出，实施例1的外观、耐酒精性、耐磨性以及耐高温性均比实施例1-6的差，进而说明实施例2打印得到铝板的耐水性、耐磨性以及耐高温性均比，实施例1打印得到铝板的防水性、耐磨性以及耐高温性好，从而说明实施例1-6的油墨具有较好的粘附性、耐高温性等。
结合实施例7-9和实施例2并结合表3可以看出，可以看出，实施例7-9的耐酒精性、耐水性、耐磨性以及耐高温性均比实施例2的差，进而说明实施例2打印得到铝板的耐水性、耐磨性以及耐高温性均比，实施例7-9打印得到铝板的防水性、耐磨性以及耐高温性好，从而说明实施例2的油墨具有较好的粘附性、耐高温性等。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨，其特征在于，该铝板3D喷墨打印由以下步骤制得：
将铝板从打印设备输入端进入，通过水性聚氨酯树脂油墨进行打印，固化，打印完成后并从打印设备输出端出来；所述打印的固化时间为1-2s，固化温度为60-80℃；水性聚氨酯树脂油墨为改性水性聚氨酯树脂油墨，所述改性水性聚氨酯树脂油墨包括以下重量份原料制得：
六亚甲基二异氰酸酯45-55份
质量分数为45-55%乙醇20-30份
聚四氢呋喃35-40份
有机硅5-8份
桐油6-10份
1，4丁二醇0.3-0.5份
催化剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨，其特征在于：所述改性水性聚氨酯树脂油墨还包括以下重量份原料制得：
消泡剂0.5-1份
颜料5-10份
粘接剂1-3份
填充剂2-5份
分散剂0.3-0.8份。
3.根据权利要求2所述的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨，其特征在于：所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚以及聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨，其特征在于，所述颜料为钛白粉、硅酸铝、碳黑、朱砂以及红土中的一种。
5.根据权利要求2所述的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨，其特征在于，所述粘接剂为钛酸酯偶联剂和或聚乙烯醇。
6.根据权利要求2所述的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨，其特征在于：所述填充剂硅酸钠和/或二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
8.根据权利要求1所述的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺及油墨，其特征在于：改性水性聚氨酯树脂油，由以下步骤制得：
步骤1：按照重量份计，称取0.5-1份消泡剂、45-55份六亚甲基二异氰酸酯、20-30份质量分数为45-55%乙醇溶液以及6-10份桐油，混合均匀，加热至55-65℃，得到混合物A；称取1-3份粘接剂、0.3-0.8份分散剂、2-5份填充剂、5-10份颜料以及35-40份聚四氢呋喃，搅拌5-10min，得到混合物B；
步骤2：称取0.1-0.5份催化剂，加入至步骤1的混合物A中，混合均匀，得到混合物C，再将步骤1的得到的混合物A分3-5批次泵入混合物C中，每次泵入后搅拌10-20min后再泵入下一批次，待完全泵入混合完成后，加热至68-75℃，反应2-3h，得到混合D；
步骤3：称取5-8重量份有机硅和0.3-0.5份1，4丁二醇，加入至步骤2得到的混合物D，升温至85-95℃，反应3-5h，中和，减压蒸馏20-30min ，改性水性聚氨酯树脂油墨。
10.一种直发棒用铝板3D喷墨打印油墨，其特征在于：用于权利要求1-8任一项所述的一种直发棒用铝板3D喷墨打印工艺的打印中，具体包括如下重量份的原料：
六亚甲基二异氰酸酯45-55份
质量分数为45-55%乙醇20-30份
聚四氢呋喃35-40份
有机硅5-8份
桐油6-10份
1，4丁二醇0.3-0.5份
消泡剂0.5-1份
颜料5-10份
粘接剂1-3份
填充剂2-5份
分散剂0.3-0.8份
催化剂0.1-0.5份。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220603 |
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