本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種3d噴墨打印用墨水及其制備方法。
背景技術(shù)：
3d噴墨打印是將墨滴噴射到接受介質(zhì)上形成圖像或文字的打印技術(shù)(李曉燕，張曙.三維打印成型粉末材料的實(shí)驗(yàn)研究[c].2005年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集，2005)。3d噴墨打印所需要的墨滴并非由簡(jiǎn)單的粉末構(gòu)成，它包括粉末材料以及與之匹配的粘結(jié)溶液以及后處理材料(bredtj.f.，andersont.c.，russelld.b.threedimensionalprintingmaterialsystemandmethod[p].us：6610429，2003)。為了滿足成型要求，需要這考慮粉末及相應(yīng)粘結(jié)溶液的成分和性能。
在3d噴墨技術(shù)不斷發(fā)展的今天，其制約因素逐步凸顯，3d噴墨墨水材料的粘度大，阻塞噴墨設(shè)備的噴嘴，造成設(shè)備損耗，使用期間維護(hù)費(fèi)用高；大粘度的墨水在噴嘴處形成的墨滴體積也較大，圖案分辨率隨之降低，膠黏劑的粘度也會(huì)直接影響到對(duì)粉末層的滲透效果；如果墨水粘度較小，滴落在介質(zhì)表面鋪展的形狀不容易控制，噴墨實(shí)物結(jié)構(gòu)松散。3d噴墨墨滴體積與噴墨后實(shí)物有直接關(guān)系，3d噴墨墨滴體積越小，打印機(jī)分辨率越高，噴墨后所得實(shí)物就越細(xì)致；墨滴體積越大，精密度越差，實(shí)物相對(duì)粗糙(cimam.j.three-dimensionalprintingtechniques[p].u.s：7049363，2006)。此外，傳統(tǒng)的噴墨技術(shù)僅依靠重力控制墨滴的滴落，空氣流動(dòng)、表面浸潤(rùn)性等外界因素都會(huì)影響所得實(shí)物圖案的精確度。因此，制備出色彩度好、穩(wěn)定性高、流變性好、粘度適中的墨水對(duì)3d噴墨打印的發(fā)展至關(guān)重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種原料成本低，制備便捷、易操作、穩(wěn)定性高、流變性好、粘度適中的3d噴墨打印用墨水及其制備方法。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水，包括以下質(zhì)量百分比的組分：色母粉25～40％，輕質(zhì)碳酸鈣5～10％，消光劑2～10％，氣相二氧化硅1～9％，乙二醇丁醚10～25％，乳化劑5～15％，水5～25％和樹(shù)脂5～25％。
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水，進(jìn)一步的，所述輕質(zhì)碳酸鈣的粒徑小于1μm。
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水，進(jìn)一步的，所述消光劑為金屬皂類(lèi)、體質(zhì)顏料、蠟和二氧化鈦中的一種或幾種。
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水，進(jìn)一步的，所述氣相二氧化硅粒徑小于50nm。
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水，進(jìn)一步的，所述乳化劑為單雙甘油酯、二乙酰化酒石酸甘油脂、司盤(pán)20、司盤(pán)60、吐溫20、吐溫60和吐溫80中的一種或幾種。
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水，進(jìn)一步的，所述樹(shù)脂為水溶性樹(shù)脂，為水性丙烯酸樹(shù)脂、水性聚酯樹(shù)脂、水性環(huán)氧樹(shù)脂和水性聚氨酯樹(shù)脂中的一種或幾種。
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水的制備方法，包括以下步驟：
(1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌18～30分鐘，在真空烘箱中預(yù)熱，再次進(jìn)行攪拌形成色漿；
(2)備料：按照以下質(zhì)量百分比進(jìn)行備料：輕質(zhì)碳酸鈣5～10％，消光劑2～10％，氣相二氧化硅1～9％，乙二醇丁醚10～25％，乳化劑5～15％，樹(shù)脂5～25％；
(3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質(zhì)碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹(shù)脂，攪拌。
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水的制備方法，進(jìn)一步的，步驟(1)中色母粉與水比例為7：3。
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水的制備方法，進(jìn)一步的，所述真空烘箱的溫度為45～60℃，預(yù)熱時(shí)間為25～45min。
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
(1)不腐蝕噴頭，噴頭使用維護(hù)費(fèi)低；
(2)打印清晰、色彩逼真、不擴(kuò)散；
(3)環(huán)保、成本低廉；
(4)易于分散、墨滴性態(tài)液體穩(wěn)定，能存儲(chǔ)，不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化或變質(zhì)滋生微生物。
具體實(shí)施方式
制備實(shí)施例
本發(fā)明一種3d噴墨打印用墨水的制備方法，包括以下步驟：
(1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌20分鐘，在真空烘箱中預(yù)熱，再次進(jìn)行攪拌形成色漿；
(2)備料：按照以下質(zhì)量百分比進(jìn)行備料：輕質(zhì)碳酸鈣5～10％，消光劑2～10％，氣相二氧化硅1～9％，乙二醇丁醚10～25％，乳化劑5～15％，樹(shù)脂5～25％；
(3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質(zhì)碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚和乳化劑和樹(shù)脂，攪拌攪拌25～35min。
表1制備5組實(shí)施例各組分及其用量
表2制備實(shí)施例組分粒徑
表3實(shí)施例中乳化劑和樹(shù)脂的具體配比
實(shí)施例1
制備方法，包括以下步驟：
1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌20min，在真空烘箱中預(yù)熱(真空烘箱的溫度為50℃，預(yù)熱時(shí)間為30min)，再次進(jìn)行攪拌形成色漿；
2)備料：按照以下質(zhì)量百分比進(jìn)行備料：3d噴墨打印用墨水，由色母粉40％，輕質(zhì)碳酸鈣5％(粒徑為0.9μm)，消光劑5％，氣相二氧化硅5％(粒徑為45μm)，乙二醇丁醚10％，乳化劑7％，水17.2％和樹(shù)脂10.8％組成。
3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質(zhì)碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹(shù)脂，攪拌30min。
檢測(cè)：檢測(cè)墨水的流速、粘度。
實(shí)施例2
制備方法，包括以下步驟：
1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌20min，在真空烘箱中預(yù)熱(真空烘箱的溫度為50℃，預(yù)熱時(shí)間為30min)，再次進(jìn)行攪拌形成色漿；
2)備料：按照以下質(zhì)量百分比進(jìn)行備料：3d噴墨打印用墨水，由色母粉40％，輕質(zhì)碳酸鈣6％(粒徑為0.8μm)，消光劑6％，氣相二氧化硅6％(粒徑為40μm)，乙二醇丁醚11％，乳化劑6％，水17.2％和樹(shù)脂7.8％組成。
3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質(zhì)碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹(shù)脂，攪拌30min。
檢測(cè)：檢測(cè)墨水的流速、粘度。
實(shí)施例3
制備方法，包括以下步驟：
1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌25min，在真空烘箱中預(yù)熱(真空烘箱的溫度為60℃，預(yù)熱時(shí)間為45min)，再次進(jìn)行攪拌形成色漿；
2)備料：按照以下質(zhì)量百分比進(jìn)行備料：3d噴墨打印用墨水，由色母粉35％，輕質(zhì)碳酸鈣7％(粒徑為0.7μm)，消光劑7％，氣相二氧化硅7％(粒徑為45μm)，乙二醇丁醚15％，乳化劑13％，水15％和樹(shù)脂1％組成。
3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質(zhì)碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹(shù)脂，攪拌35min。
檢測(cè)：檢測(cè)墨水的流速、粘度。
實(shí)施例4
制備方法，包括以下步驟：
1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌25min，在真空烘箱中預(yù)熱(真空烘箱的溫度為60℃，預(yù)熱時(shí)間為45min)，再次進(jìn)行攪拌形成色漿；
2)備料：按照以下質(zhì)量百分比進(jìn)行備料：3d噴墨打印用墨水，由色母粉30％，輕質(zhì)碳酸鈣8％(粒徑為0.6μm)，消光劑8％，氣相二氧化硅8％(粒徑為40μm)，乙二醇丁醚13％，乳化劑7％，水12.9％和樹(shù)脂13.1％組成。
3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質(zhì)碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹(shù)脂，攪拌35min。
檢測(cè)：檢測(cè)墨水的流速、粘度。
實(shí)施例5
制備方法，包括以下步驟：
1)制備色漿：將色母粉與水混合，攪拌30min，在真空烘箱中預(yù)熱(真空烘箱的溫度為50℃，預(yù)熱時(shí)間為30min)，再次進(jìn)行攪拌形成色漿；
2)備料：按照以下質(zhì)量百分比進(jìn)行備料：3d噴墨打印用墨水，由色母粉25％，輕質(zhì)碳酸鈣10％(粒徑為0.5μm)，消光劑10％，氣相二氧化硅9％(粒徑為35μm)，乙二醇丁醚10％，乳化劑11％，水10.7％和樹(shù)脂14.3％組成。
3)攪拌：在色漿中，依次加入輕質(zhì)碳酸鈣、消光劑、氣相二氧化硅、乙二醇丁醚、乳化劑和樹(shù)脂，攪拌35min。
檢測(cè)：檢測(cè)墨水的流速、粘度。
本發(fā)明公開(kāi)的一種3d噴墨打印用墨水不腐蝕噴頭，噴頭使用維護(hù)費(fèi)低；打印清晰、色彩逼真、不擴(kuò)散；環(huán)保、成本低廉；易于分散、墨滴性態(tài)液體穩(wěn)定，能存儲(chǔ)，不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化或變質(zhì)滋生微生物的優(yōu)點(diǎn)。噴射溫度下具有約10cps～25cps(厘泊)之間的粘度，非常適合作噴墨打印油墨使用。
以上所述的實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。