本發(fā)明涉及打印技術,尤其涉及一種3d噴墨打印用墨水組合物、墨水組及其制備方法。
背景技術:
3d噴墨打印技術是根據(jù)噴墨打印機的工作原理,在數(shù)字信號的激勵下使噴嘴腔室中的液體(成型材料)在瞬間形成液滴,并以一定的速度和頻率從噴嘴中噴出,按指定路徑逐層固化成型,最終得到3d物體。
現(xiàn)有3d噴墨打印機進行噴墨打印所用的成型材料可分為溫度固化材料和uv光固化材料兩大類,其中溫度固化材料主要為含有蠟的材料,固體或半固體的蠟狀材料通過加熱熔融變?yōu)榱黧w狀材料進入打印頭噴嘴進行噴墨打印,當蠟液滴從打印頭噴嘴噴出落到前一承載體上時,溫控裝置對剛噴出的蠟液滴具有一個降溫的過程使蠟液滴在指定軌跡上固化,根據(jù)3d物體的模型數(shù)據(jù)后一層按照同樣的方式疊加固化在前一層上,最終形成目標3d物體,但是由于蠟受溫度影響較大,尤其在高溫情況下容易發(fā)生熔融,因而導致其應用范圍受到影響。
uv光固化材料至少含有光敏樹脂和引發(fā)劑,例如歐洲專利ep1458825b1公開了一種輻射固化組合物,其中包含至少一種可uv輻射固化的尿烷甲基丙烯酸樹脂,至少一種蠟,至少一種甲基丙烯酸稀釋劑,至少一種光引發(fā)劑和至少一種聚合引發(fā)劑,該組合物用于噴墨打印時需將組合物的溫度升高至70-90℃,組合物從打印頭噴出后提供一個降溫環(huán)境將分配的組合物材料轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w,之后用uv光進行輻射形成3d物體的層,之后重復前述的步驟形成3d物體。由于該組合物使用時需要高溫使其融化因此在打印機設計時其安裝的打印頭必須能耐高溫,由此一方面高溫對打印頭的使用壽命造成影響,另一方面能耗較高,且組合物中含有蠟和樹脂材料,這是兩類性質(zhì)完全不同的材料,在進行固化過程中分兩步進行,先通過降溫使組合物不完全固化,再經(jīng)過uv光進行進一步固化,前者是物理過程后者是化學過程,這導致組合物使用復雜。
技術實現(xiàn)要素:
針對上述技術缺陷,本發(fā)明提供一種3d噴墨打印用墨水組合物、墨水組及其制備方法,該墨水組合物制造的3d物體的穩(wěn)定性佳,不會由于溫度因素而發(fā)生形變,并且能夠降低打印頭的工作溫度,固化過程簡單。
本發(fā)明提供一種3d噴墨打印用墨水組合物,包括如下重量份的成分:丙烯酸低聚物45~75份,丙烯酸單體20~45份,紫外光引發(fā)劑1~9份,助劑0.2~10份,著色劑0~4份;所述丙烯酸低聚物選自聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的一種或多種;
在25℃時,所述墨水組合物的粘度為25~70cps;在40~60℃時,所述墨水組合物的表面張力為20~35dyn;在40~60℃中的至少一個溫度時所述墨水組合物的粘度為9~14.5cps。
本發(fā)明的墨水組合物在進行噴墨打印的過程中,紫外線照射在已形成的3d物體片層上,誘發(fā)墨水組合物中的紫外光引發(fā)劑產(chǎn)生自由基,從而促使丙烯酸低聚物和丙烯酸單體發(fā)生聚合反應。其中,丙烯酸低聚物能夠增強3d物體的耐磨性和柔韌性,丙烯酸單體能夠快速發(fā)生聚合反應,紫外光引發(fā)劑能夠誘發(fā)墨水組合物在紫外光照射下發(fā)生聚合,當著色劑用量為零時即為透明墨水組合物。而適量的助劑以及著色劑能夠優(yōu)化3d物體的打印效果,由于增大著色劑濃度會減少墨水組合物用于打印3d物體時的體積收縮,但是著色劑又會阻礙墨水組合物發(fā)生聚合反應,從而導致打印的3d物體力學性能下降,因此,著色劑的重量份不能大于4,其中,當著色劑為0時即為透明墨水組合物。
其中,丙烯酸低聚物選自聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的一種或多種。當丙烯酸低聚物為上述三種化合物的混合物時,本發(fā)明對上述三種化合物的比例不做限制。
具體地,本發(fā)明選擇的聚氨酯丙烯酸酯主要是指含有氨酯鍵(-nhcoo-)的低聚物,它能在高分子鏈間形成多種氫鍵,使固化膜具有優(yōu)異的耐磨性和柔韌性,斷裂伸長率高,具有較佳的綜合性能??梢宰孕兄苽洌部梢陨藤?,例如沙多瑪?shù)腸n9110ns、cn963b80、cn966j75ns、cn985b88、cn991ns、cn9167、cn970a60ns、cn975ns等,臺灣長興公司的聚氨酯丙烯酸低聚物6101、6103、6153-1、6155w、6185、5104d、dr-u011、dr-u012、dr-u250、dr-u381等,潤奧的unicrylr-7162,銳昂的genomer1122、genomer4297、greatechgt8010、greatechgt8440、greatechgt-8220、greatechgt-8270等。
本發(fā)明的聚酯丙烯酸酯是由低分子量聚酯二醇經(jīng)丙烯酸酯化而制得,具有低氣味、低刺激性、較好的柔韌性和顏料潤濕性,可以選擇商購產(chǎn)品例如沙多瑪公司的cn2262、cn2283ns、cn8200、cn8201ns等,臺灣長興公司的6320、6325-100、6327-100、6328、6333-100、6351、6364-1、6372、6382、dr-e850等,氰特公司的eb81、eb810等。
本發(fā)明還可以選擇具有良好柔韌性和耐黃變性的聚醚丙烯酸酯,此類材料亦可選擇商購,例如沙多瑪公司的胺改性聚醚丙烯酸酯cn550、cn551,銳昂公司的低粘度聚醚丙烯酸酯genomer3364、genomer3414、genomer3497,氰特公司的ebecryl81、ebecryl810,古迪公司的聚醚多元醇三丙烯酸酯m3130等。
本發(fā)明的墨水組合物組成簡單,不含有任何蠟質(zhì)材料,能夠直接在紫外光照射下進行光固化,固化過程簡單。通過對組合物原料的選擇使形成的墨水組合物具有更優(yōu)的應用性能和打印效果,例如,25℃時粘度為25~70cps;40~60℃中的至少一個溫度時粘度為9~14.5cps,40~60℃時表面張力為20~35dyn,從而使本發(fā)明的墨水組合物提供更優(yōu)異的打印效果和操作適性,尤其在40~60℃時,其粘度就能夠降低至適宜進行打印噴射的粘度,因此該墨水組合物對打印頭的耐溫性要求控制在40~60℃即可,無需耐溫性強的打印頭,不僅能夠節(jié)約能耗還能夠有效延長打印頭的使用壽命。并且在40~60℃進行打印時,該墨水組合物的表面張力低至20~35dyn,因此有助于墨水組合物的快速定型,生成的3d組合物穩(wěn)定性佳。
進一步地,所述丙烯酸低聚物中包含在25℃時粘度小于500cps的超支化球型丙烯酸酯低聚物。例如,超支化球型丙烯酸酯低聚物可以選擇如式1所示的至少一種樹枝狀超支化低聚物,其中,式1中的a可以為丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、羥基、羧基、環(huán)氧基、疊氮基、氨基、苯基、酯基,或支化度更高的碳鏈且碳鏈中至少含有一種可進行光固化的丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。
[式1]
采用低粘度的超支化球型丙烯酸酯低聚物,其球狀分子外形在聚合反應時所產(chǎn)生的位阻效應能夠有效降低收縮,因此,整體成型件收縮率低,并且其體積收縮率低于5.0%,制件無翹曲變形。同時,超支化球型丙烯酸酯低聚物能夠控制墨水組合物在發(fā)生聚合反應時的收縮率,避免了現(xiàn)有采用大量單體聚合時產(chǎn)生的收縮,增強了3d物體的穩(wěn)定性。在本發(fā)明的實施方案,45~75份丙烯酸低聚物中,可以控制所述超支化球型丙烯酸酯類化合物的重量份數(shù)為30~60份。目前市售的在25℃時粘度小于500cps的超支化球型丙烯酸酯低聚物產(chǎn)品很多,如深圳撒比斯公司的功能性球型丙烯酸酯spc-1495等,沙多瑪?shù)亩喙倌芏鹊木埘ヮ惓Щ途畚颿n2302、cn2303等、臺灣長興公司的6361-100等。
進一步地,所述丙烯酸單體更好是選自單官能團丙烯酸酯、雙官能團丙烯酸酯、多官能團丙烯酸酯和乙烯基醚類單體中的一種或多種。
具體地,本發(fā)明的單官能團丙烯酸酯可以是丙烯酸烷基酯、帶有環(huán)狀結構或苯環(huán)結構的(甲基)丙烯酸酯等。丙烯酸烷基酯可以為丙烯酸異癸酯,市售產(chǎn)品如臺灣長興公司的em219、em2191、em309等;可以是丙烯酸月桂酯,市售產(chǎn)品如臺灣長興的em215等;可以是丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯,市售產(chǎn)品如dsm公司的eoeoea、長興的em211等。帶有環(huán)狀結構或苯環(huán)結構的(甲基)丙烯酸酯可以是丙烯酸異冰片酯iboa,市售產(chǎn)品如沙多瑪?shù)膕r506ns,長興的em70,大阪化學的ibxa等;可以是四氫呋喃(甲基)丙烯酸酯,市售產(chǎn)品如長興的em214、em314,沙多瑪?shù)膕r285、sr203等;可以是苯氧基丙烯酸酯,市售產(chǎn)品如長興的2-苯氧基乙基丙烯酸酯em210、乙氧化苯氧基丙烯酸酯em2103等。
本發(fā)明的雙官能團丙烯酸酯可以是丙二醇類二丙烯酸酯,如二丙二醇二丙烯酸酯(dpgda),市售產(chǎn)品如沙多瑪公司的sr508ns,長興的em222等;如二縮三丙二醇二丙烯酸酯(tpgda),市售產(chǎn)品如沙多瑪公司的sr306ns,長興的em223等;可以是其他二醇類二丙烯酸酯,如1,6-己二醇二丙烯酸酯(hdda),市售產(chǎn)品如沙多瑪?shù)膕r238ns,長興的em221,dsm公司的hdda等;可以是帶有雜環(huán)的甲醇丙烯酸酯,如三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯,市售產(chǎn)品如沙多瑪?shù)膕r833s,長興的em2204等。
本發(fā)明的多官能團丙烯酸酯包括三官能度單體和多官能度單體,其中三官能度單體可以是乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta),市售產(chǎn)品如長興的em2382等;可以是丙氧化甘油三丙烯酸酯,市售產(chǎn)品如長興的em8327等;多官能度單體可以是二季戊四醇五丙烯酸酯,市售產(chǎn)品如沙多瑪?shù)膕r399lvns;值得注意的是,多官能度單體在本發(fā)明中不超過五官能度,否則打印的3d物體體積收縮率會很大,將超過20%。
本發(fā)明的乙烯基醚類單體是指含有-o-ch=ch2或-o-ch2-ch=ch2結構的單體,可以是正丁基縮水甘油醚、三乙二醇二乙烯基醚(dve-3)等。
除此之外,本發(fā)明的丙烯酸單體還包括含有特殊結構的單官能團丙烯酸酯,例如可以是丙烯酰嗎啉acmo,3,3,5-三甲基環(huán)己烷丙烯酸酯,市售產(chǎn)品如沙多瑪?shù)膕r420、長興的em2104等;三羥甲基丙烷縮甲醛丙烯酸酯,市售產(chǎn)品如大阪化學的viscoat#200;可以是己內(nèi)酯接枝丙烯酸羥酯,市售產(chǎn)品如廣州博興b-30等。
進一步地,當所述丙烯酸單體為所述單官能團丙烯酸酯、雙官能團丙烯酸酯、多官能團丙烯酸酯和乙烯基醚類單體中的至少兩種化合物時,所述丙烯酸單體中含量最多的化合物的重量份數(shù)為20~30份,且所述含量最多的化合物在25℃時的粘度小于15cps。通過控制丙烯酸單體中各種化合物的含量和粘度,能夠進一步控制3d物體的收縮率。
進一步地,所述著色劑選自白色、紅色、黃色、藍色和黑色的自分散型納米級顏料色漿中的一種。本發(fā)明采用自分散型納米級顏料色漿作為著色劑原因在于,自分散型納米級顏料色漿的表面經(jīng)過了化學修飾,因此能夠防止顏料發(fā)生絮凝聚沉,從而保證了墨水組合物的穩(wěn)定性。
本發(fā)明中著色劑選自自分散型納米級顏料色漿,具體為自分散型納米級無機顏料色漿或自分散型納米級有機顏料色漿,其中自分散型納米級無機顏料色漿可以是白色顏料色漿具體有二氧化鈦、氧化鋅、鋅鋇白、鉛白等,可以是黑色顏料色漿具體有炭黑、石墨、氧化鐵黑、苯胺黑,炭黑等;自分散型納米級有機顏料色漿可以是彩色顏料色漿具體有金光紅(pr21)、立索爾大紅(pr49:1)、顏料紅g(pr37)、顏料紅171(pr171)、耐曬黃g(py1)、漢沙黃r(py10)、永固黃gr(py13)、顏料黃129(py129)、顏料黃150(py150)、顏料黃185(py185)、酞菁藍(pb15)、靛蒽酮(pb60)等。需要注意的是,每個墨水組合物是單色的,也就是說一個墨水組合物中只含有一種顏色的著色劑。
進一步地,所述自分散型納米級顏料色漿中的顏料顆粒直徑小于500nm,從而能夠有效減少打印頭的噴嘴發(fā)生堵塞的機會。
進一步地,所述紫外光引發(fā)劑為奪氫型自由基光引發(fā)劑和/或裂解型自由基光引發(fā)劑;所述奪氫型自由基光引發(fā)劑選自二苯甲酮/叔胺類和硫雜蒽酮/叔胺類中的一種或多種;所述裂解型自由基光引發(fā)劑選自α-羥基酮類、α-胺基酮類、酰基膦氧化物和肟酯類中的一種或多種。
本發(fā)明中紫外光引發(fā)劑可以是任意化合物,只要其在紫外光照射下能產(chǎn)生自由基,誘發(fā)墨水組合物發(fā)生聚合反應即可。其中,奪氫型自由基引發(fā)劑如二苯甲酮/叔胺、硫雜蒽酮/叔胺類,硫雜蒽酮優(yōu)選itx(異丙基硫雜蒽酮),叔胺類為助引發(fā)劑,在結構上至少含有一個a-h的叔胺,是奪氫型自由基光引發(fā)劑的供氫體,本發(fā)明優(yōu)選叔胺性苯甲酸酯、活性胺等,叔胺性苯甲酸酯有n,n-二甲基苯甲酸乙酯、n,n-二甲基苯甲酸-2-乙基己酯、苯甲酸二甲氨基乙酯等;活性胺為帶有丙烯酰氧基的叔胺,可參與交聯(lián)反應,市售產(chǎn)品有長興的反應型三級胺助引發(fā)劑6420、銳昂的genomer5142、氰特的ebecryl7100等。另外,裂解型自由基光引發(fā)劑可以是α-羥基酮類例如商品名為1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮)、184(1-羥基-環(huán)己基苯甲酮)、2959(2-羥基-2-甲基-1-對羥乙基醚基苯基丙酮)等產(chǎn)品;可以是α-胺基酮類例如907(2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮)、369(2-芐基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉苯基)-1-丁酮)等產(chǎn)品;可以是?;⒀趸锢缟唐访麨閠epo(2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦),tpo(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦)、819(雙(2,4,6-三甲基苯甲?;?苯基氧化膦)等產(chǎn)品;肟酯類例如巴斯夫的irgacureoxe01及irgacureoxe02,其結構式分別為
進一步地,所述助劑選自增韌劑、消泡劑、流平劑和穩(wěn)定劑中的一種或多種。
其中,增韌劑可以為聚己內(nèi)酯三元醇及多元醇類產(chǎn)品,如易生公司的305t、205n,古迪公司的greatechgt8003等;消泡劑種類不受限制,只要其能消除過濾及打印過程中所產(chǎn)生的氣泡,避免產(chǎn)生的氣泡影響打印流暢性即可,例如可選擇的消泡劑為byk公司的有機硅和聚合物消泡劑byk-088等、改性聚硅氧烷共聚物溶液byk-1798等,迪高的不含有機硅消泡劑tegoairex920、tegoairex921等;流平劑主要作用是為了促進打印墨水表面流平,減少縮孔、痕道等弊病,從而獲得光滑平整的表面;本發(fā)明采用的流平劑可以為畢克公司的byk-333、byk-371、byk-377等;穩(wěn)定劑即阻聚劑可防止墨水發(fā)生沉積,保證墨水儲存過程中的穩(wěn)定性,常用的穩(wěn)定劑可以是銳昂公司的genorad16、genorad18、genorad20、genorad22等。
本發(fā)明還提供一種墨水組,所述墨水組為上述任一所述墨水組合物中的至少兩種墨水組合物的組合,其中,所述至少兩種墨水組合物中含有不同顏色的著色劑,并且所述不同顏色著色劑在所述至少兩種墨水組合物中著色劑的含量滿足如下關系:
白色著色劑>紅色著色劑>藍色著色劑>黃色著色劑>黑色著色劑。
由于在進行打印的時候,需要將墨水組合物放入打印機的墨水盒中,如果即將打印的物體是多色的,則需要將多個不同顏色的墨水組合物分別放入打印機的數(shù)個墨水盒中,此時的多個不同顏色的墨水組合物便構成了墨水組。所以說,墨水組是至少兩個不同顏色的墨水組合物的組合。
當使用墨水組進行打印作業(yè)時,由于不同顏色的顏料對紫外光的吸收程度不一樣,其吸收紫外光能量強弱為黑色>黃色>藍色>紅色>白色,即黑色吸收最強,反應最不充分,所以黑色墨水組合物用于打印3d物體時體積收縮最小。在增大顏料濃度的同時墨水組合物的顏色加深,而較高的顏色深度會導致打印的3d物體沿照射方向光照能量迅速遞減,3d物體表層收縮快,內(nèi)層收縮慢,產(chǎn)生較大內(nèi)應力,由此造成3d物體開裂等缺陷。為了克服上述缺陷,在使用不同顏色的墨水組合物進行墨水組組合時,墨水組中的白色墨水組合物中白色著色劑在其墨水組合物中的重量份需要大于紅色墨水組合物中紅色著色劑在其墨水組合物中的重量份,紅色墨水組合物中紅色著色劑在其墨水組合物中的重量份需要大于藍色墨水組合物中藍色著色劑在其墨水組合物中的重量份,藍色墨水組合物中藍色著色劑在其墨水組合物中的重量份需要大于黃色墨水組合物中黃色著色劑在其墨水組合物中的重量份,黃色墨水組合物中黃色著色劑在其墨水組合物中的重量份需要大于黑色墨水組合物中黑色著色劑在其墨水組合物中的重量份。只有滿足上述重量份的墨水組合物的墨水組,才能保證打印出來的多色的3d物體力學性能佳,不易發(fā)生斷裂分層等現(xiàn)象。
本發(fā)明還提供一種上述任一所述3d噴墨打印用墨水組合物的制備方法,包括如下步驟:
1)將45~75份丙烯酸低聚物、20~45份丙烯酸單體和0.2~10份助劑混合均勻,生成第一混合物;隨后向所述第一混合物中加入1~9份紫外光引發(fā)劑直至所述紫外光引發(fā)劑溶解完全,生成第二混合物;向所述第二混合物中加入0~4份著色劑并混合均勻,生成第三混合物;
2)過濾所述第三混合物,收集濾液,得到所述墨水組合物。
當將著色劑加入至第二混合物中后,可以使用高速剪切分散機使混合均勻,從而得到第三混合物。本發(fā)明的制備方法只通過混合、過濾便可完成,簡單易操作,不僅有利于形成穩(wěn)定的墨水組合物,還有利于墨水組合物的液化以及噴射,從而使用更加方便,特別適合用于3d物體的打印。
進一步地,所述過濾為采用微孔濾膜對所述第三混合物進行二級過濾;其中,第一級過濾采用孔徑為0.6μm的玻璃纖維膜,第二級過濾采用孔徑為0.2μm的聚丙烯膜(簡稱pp膜)。
進一步地,還包括對所收集的濾液進行脫氣處理??刂泼摎馓幚淼臅r間不高于5h。脫氣處理的操作方式選自減壓脫氣、常壓脫氣和加熱脫氣中的一種,優(yōu)選的,將脫氣時間控制在1~3h。通過對墨水組合物進行脫氣處理,使墨水組合物在使用過程中流暢性好,不會因為墨水組合物中氣泡的干擾而引起打印斷線,最終影響3d物體的成型精度。
本發(fā)明的實施,至少具有以下優(yōu)勢:
1、本發(fā)明的墨水組合物組成簡單,使用方便,40~60℃中至少一個溫度下其粘度便可降低至適宜打印頭噴射的粘度,因此不僅節(jié)約能耗還能有效延長打印頭的使用壽命。
2、本發(fā)明的墨水組合物應用范圍廣,生成的3d物體不會因為溫度原因而發(fā)生形變,并且墨水組合物中不含有揮發(fā)性有機溶劑,無voc排放,無污染。墨水組合物經(jīng)過噴射后,只需經(jīng)過紫外光照射便能全部固化,固化過程簡單。
3、本發(fā)明的墨水組合物能夠有效避免顏料發(fā)生絮凝聚沉,不僅保證了墨水組合物的穩(wěn)定性,也避免了打印頭噴嘴被堵塞的風險。
4、利用本發(fā)明的墨水組合物以及墨水組生成的3d物體收縮率低,體積收縮率低于5%,制件無翹曲變形。
5、本發(fā)明墨水組合物的制備方法簡單,易于控制,無需大型設備協(xié)助,生產(chǎn)成本低。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本發(fā)明的實施例,對本發(fā)明實施例中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(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
本實施例的墨水組合物,按照重量份包括如下組分:
制備方法:
(1)稱取30份聚酯類超支化低聚物cn2302、23.8份單官能聚氨酯丙烯酸酯cn975s、15份1,6-己二醇二丙烯酸酯sr238ns、25份3,3,5-三甲基環(huán)己烷丙烯酸酯sr420以及0.3份genorad16、0.5gbyk-333于玻璃容器中,采用攪拌器進行攪拌至各材料混合均勻后,生成第一混合物;稱取光引發(fā)劑tpo1.6份、1842份至第一混合物中,之后繼續(xù)進行攪拌至紫外光引發(fā)劑完全溶解得到第二混合物,最后向第二混合物中加入1.8份金光紅(pr21)紅色顏料后轉(zhuǎn)移至vff-230智能型分散砂磨機中中進行高速剪切分散,至混合均勻,得到第三混合物;
(2)用0.6μm的玻璃纖維膜對第三混合物進行一級過濾后,再用0.2μm的pp膜進行二級過濾,得到濾液;隨后在0.1mpa真空度下,對濾液減壓抽濾1小時,除去濾液中的氣泡,最后得到應用于3d噴墨打印的紅色墨水組合物。
對本實施例1中的墨水組合物進行性能測試:
1、采用dv-i數(shù)顯粘度計和bzy-1全自動表面張力儀對本實施例中的墨水組合物在室溫和噴射溫度40℃-60℃下的粘度和表面張力進行測試。
2、采用歐美克ls900激光粒度分析儀測試墨水組合物的粒徑分布;
3、將本實施例的墨水組合物應用于工業(yè)噴頭的3d光固化噴墨打印機上,并將紫外光光源波長設為395nm,分別在噴射溫度40℃、50℃和60℃下進行墨水流暢性測試以及成型件的精度測試,該精度測試主要通過體積收縮率來反映,測試方法為:
采用比重瓶法,以水為參比,在25℃下測定光敏樹脂固化前的密度ρ1及其完全固化后的密度ρ2,以下式計算體積收縮率:
各測試結果見下表1。
實施例2
制備方法:
本實施例中墨水組合物的制備方法與實施例一基本相同,只是將減壓脫氣的時間調(diào)整為2小時,最后得到應用于3d噴墨打印的黃色墨水組合物。
按照與實施例1相同的測試方法,對本實施例中的墨水組合物進行性能測試,測試結果見表1。
實施例3
制備方法:
本實施例中墨水組合物的制備方法與實施例一基本相同,只是將減壓脫氣的時間調(diào)整為3小時,最后得到應用于3d噴墨打印的藍色墨水組合物。
按照與實施例1相同的測試方法,對本實施例中的墨水組合物進行性能測試,測試結果見表1。
實施例4
制備方法:
本實施例中墨水組合物的制備方法與實施例一基本相同,只是采用常壓靜置脫氣進行脫氣處理,最后得到應用于3d噴墨打印的白色墨水組合物。
按照與實施例1相同的測試方法,對本實施例中的墨水組合物進行性能測試,測試結果見表1。
實施例5
制備方法:
本實施例中墨水組合物的制備方法與實施例一基本相同,只是采用加熱脫氣的方式將墨水組合物溫度加熱到40-60℃進行脫氣處理,最后得到應用于3d噴墨打印的黑色墨水組合物。
按照與實施例1相同的測試方法,對本實施例中的墨水組合物進行性能測試,測試結果見表1。
實施例6
制備方法:
本實施例中墨水組合物的制備方法與實施例一基本相同,只是采用常壓靜置脫氣進行脫氣處理,最后得到應用于3d噴墨打印的透明墨水組合物。
按照與實施例1相同的測試方法,對本實施例中的墨水組合物進行性能測試,測試結果見表1。
實施例7
制備方法:
本實施例中墨水組合物的制備方法與實施例一基本相同,只是將減壓脫氣的時間調(diào)整為3小時,最后得到應用于3d噴墨打印的白色墨水組合物。
按照與實施例1相同的測試方法,對本實施例中的墨水組合物進行性能測試,測試結果見表1。
實施例8
制備方法:
本實施例中墨水組合物的制備方法與實施例一基本相同,只是將減壓脫氣的時間調(diào)整為2小時,最后得到應用于3d噴墨打印的黃色墨水組合物。
按照與實施例1相同的測試方法,對本實施例中的墨水組合物進行性能測試,測試結果見表1。
實施例9
制備方法:
本實施例中墨水組合物的制備方法與實施例一基本相同,只是采用常壓靜置脫氣進行脫氣處理,最后得到應用于3d噴墨打印的透明墨水組合物。
按照與實施例1相同的測試方法,對本實施例中的墨水組合物進行性能測試,測試結果見表1。
表1各實施例中墨水組合物的性能參數(shù)
“-”表示墨水組合物在對應溫度下不適用而未進行測試
由表1結果可知:
1、本發(fā)明的墨水組合物在室溫下粘度均小于70cps,并且隨著溫度的升高其粘度顯著降低,在40~60℃中的至少一個溫度時便能達到適宜打印頭噴射的粘度,因此無需使用耐高溫打印頭,并且能夠有效延長打印頭的使用壽命。
2、本發(fā)明的墨水組合物表面張力適中,因此在打印過程中形成的3d物體形變可能較低。
3、本發(fā)明的墨水組合物收縮率低,因此制成的3d物體整體成型件收縮率低,不會發(fā)生翹曲變形。
4、本發(fā)明的墨水組合物流暢性好,其中的顆粒粒徑小,因此能夠保證墨水組合物的穩(wěn)定性,并且避免了打印過程中打印頭噴嘴堵塞問題的發(fā)生。
以上各實施例中的墨水組合物能夠構成墨水組組合使用的條件,首先是墨水組合物正常噴射溫度相同,其次是墨水組中各墨水組合物所含著色劑的量滿足白色著色劑>紅色著色劑>藍色著色劑>黃色著色劑>黑色著色劑;
上述各實施例中的墨水組合物可以構成墨水組的有實施例一、實施例五、實施例七和實施例八中任意兩種或多種墨水組合物組合;以及實施例二、實施例三、實施例四和實施例五中任意兩種或多種墨水組合物組合。
最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。