一种3D打印用粘合剂墨水及一种3D打印石膏基材印刷物的制作方法

本发明涉及3d打印，具体是涉及一种3d打印用粘合剂墨水及一种3d打印石膏基材印刷物。

背景技术：

1、石膏具有微膨胀性，表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性，是用来制作雕塑的绝佳材料。传统的石膏处理工艺，做成的工艺品色彩单一，个性化人物模型制造繁杂不够逼真。随着发展，在石膏处理工艺中引入喷墨打印技术，通过数码摄影图像，图像处理输出到特殊3d喷墨机，通过3d喷墨机对石膏喷印粘合剂墨水和彩色颜料墨水，一个非常逼真的3d工艺品就出来了，并且与其他3d打印材料相比，石膏颗粒粉末易于研磨，颗粒直径调整方便，安全环保，无毒无害；材料本身为白色，打印模型可实现彩色，支持全彩色打印。这些优势使得石膏材料在3d打印中得以广泛应用。

2、但目前以石膏作为基材的3d喷墨打印技术还可以应用于纺织领域中，主要用作3d打印纺织品的沉积装饰性图案，但目前得到的带有石膏装饰性图案的纺织品在水洗测试中，石膏通常表现为表面出现裂纹甚至图案溶解/脱落、破碎的问题。

技术实现思路

1、本发明的第一目的是提供一种3d打印用粘合剂墨水，用于解决现有带有石膏装饰性图案的纺织品在水洗测试中，石膏通常表现为表面出现裂纹甚至图案溶解的问题。

2、本发明的第二目的是提供一种3d打印石膏基材印刷物，该3d打印石膏基材印刷物通过使用上述的一种3d打印用粘合剂墨水与石膏进行喷墨打印后制备得到。

3、为了实现上述的第一目的，本发明提供一种3d打印用粘合剂墨水，该粘合剂墨水包括粘合剂、保湿剂、表面张力控制剂和水；按质量百分比计，粘合剂墨水包括5.0％～10％的粘合剂，5％～50％的保湿剂、0.1％～3％的表面张力控制剂；粘合剂包括第一粘合剂和第二粘合剂；，第一粘合剂选自k值在15至35之间的聚乙烯吡咯烷酮；第二粘合剂的分子量为100,000～1,000,000，所述第二粘合剂选自改性支链淀粉、水性聚氨酯、丙烯酸酯乳液、丁苯乳液、水性环氧、水性氯丁胶粘剂中的一种或多种；第一粘合剂与第二粘合剂的使用比例为2:9～4:7。

4、由上述方案可见，本发明的墨水通过使用两类不同分子量的粘合剂，两种粘合剂之间能够在喷出瞬间相互作用形成一定粘结力，由于石膏粉末的颗粒大小并不完全相同，粒径分布不同，将不同分子量的粘结剂混合使用时，在粘合过程时，不同分子量的渗透效果不同，低分子量的第一粘合剂带动高分子量的第二粘合剂更好地渗透至石膏内部，得到更好地粘结效果并且增强石膏基体结构强度，从而使带有石膏装饰性图案的纺织品拥有更高的强度和更紧密的结构，防止在水洗测试中出现裂纹、溶解、破碎、脱落的问题。由于第一粘度剂，分子量低，虽然其粘度较低，但是在增大了粘度计在体系中质量比的情况下，避免了墨水体系粘度过大，体系流动性差，以及容易变质的问题，增大了体系稳定性以及流动性。低粘度第一粘合剂搭配高粘度第二粘合剂使用，避免墨水体系粘度过高，在打印机墨路中流通不畅的情况发生。

5、进一步的方案是，粘合剂为改性支链淀粉和k值在15至35之间的聚乙烯吡咯烷酮；改性支链淀粉的分子量为100,000～1,000,000。

6、由上述方案可见，聚乙烯吡咯烷酮是由许多相同结构单元组成的线型聚合物,整个分子有很大的柔顺性,每个大分子还含有许多与外相特别是固体可能粘接的位置,因此聚乙烯吡咯烷酮易吸附在许多界面上，保证带有石膏装饰性图案的纺织品在水洗测试中的呈现效果。改性支链淀粉的成膜性能和粘接性能良好，价廉易得，除了可以起到粘结作用外，还可以增强石膏的结构参数。k值在15至35之间的聚乙烯吡咯烷酮，既能保证粘结效果，同时在和改性支链淀粉配合使用时能够避免墨水体系粘度过高，更适应于喷墨打印机内部环境。

7、进一步的方案是，粘合剂墨水还包括钙粉，按质量百分比计，钙粉的添加量为1％～5％。

8、由上述方案可见，钙粉的添加可以促使粘结效果更好，减少石膏内部的微孔，并且体系中的小分子的存在可以促使粘合剂与织物结合更深，因此在不增加墨水粘度的同时，一方面使石膏粘合剂粘结性更好，另一方面使得石膏制品在织物纤维内部的结合更紧密。

9、进一步的方案是，粘合剂墨水还包括超支化聚合物，超支化聚合物为多元羧酸组分与多元醇组分反应制得，按质量百分比计，超支化聚合物的添加量为0.5％～1％。具体超支化聚合物选自甘油-柠檬酸/顺丁烯二酸酐体系、甘油-柠檬酸-甘脲体系中的一种或几种。

10、由上述方案可见，在墨水体系中加入超支化聚合物，一方面其具有良好的流动性，使得石膏与织物连接更紧密，并且具有一定的耐水洗的效果，还有一方面其对颜料粒子具有很好的包裹性，可以促进粘合剂墨水与颜料的结合，使得打印品的着色性好，颜色更鲜艳。

11、进一步的方案是，保湿剂选自乙二醇、硫二甘醇、n-甲基二乙醇胺、二甘醇、2-甲基-1，3-丙二醇、甘油以及三羟基甲基氨基甲烷中的一种或多种。

12、由上述方案可见，选择上述保湿剂，能够起到保湿以及粘接的作用，防止墨水在存储期间以及使用时失去水分，保证墨水的长期稳定性，以及提升墨水对石膏的粘结性。

13、进一步的方案是，表面张力控制剂选自聚醚型润湿剂、炔二醇乙氧基化合物、氟化表面活性剂、2-二甘醇表面活性剂、磷酸酯表面活性剂、二磷酸酯表面活性剂、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐中的任意一种或多种。

14、由上述方案可见，表面张力控制剂起到促使墨水更好的适应打印机墨盒的作用，可提高墨水的流动性，起到控制打印机墨盒和喷头中墨滴大小的效果。

15、进一步的方案是，粘合剂墨水还包括ph调节剂和杀菌剂。

16、进一步的方案是，按质量百分比计，ph调节剂的添加量为0.1％～2％，ph调节剂选自乙醇胺、氨水、柠檬酸、乳酸中的一种或多种。

17、进一步的方案是，按质量百分比计，杀菌剂的添加量为0.01％～0.2％，杀菌剂选自次氯酸盐、氯胺、2，2-二溴-氰基乙酰胺、1，3，5-三羟乙基均三嗪、亚甲基双硫氰酸酯中的任意一种或多种。

18、由上述方案可见，此用量下ph调节剂可调节3d打印墨水的ph值至7.13-8.75之间，墨水的ph值位于此区间，可起到保护打印机喷头的作用，保护墨盒不被墨水腐蚀。使用杀菌剂，一方面防止数字喷墨印花机内的墨道产生霉菌而堵塞墨道，另一方面也可以防止石膏制品腐坏变质，增强石膏制品的使用寿命。

19、为了实现上述的第二目的，本发明提供一种3d打印石膏基材印刷物，3d打印石膏基材印刷物通过使用任一方案所述的一种3d打印用粘合剂墨水进行喷墨打印后制备得到。

20、由上述方案可见，通过使用上述任一方案的墨水得到的石膏印刷物，当墨水体系起到粘合作用的有线性结构的聚乙烯吡咯烷酮、支链结构的改性支链淀粉，还有超支化聚合物，以及钙粉，其组合使用可以得到一个最佳的粘合效果。3d打印石膏基材印刷物的强度能达到6.8mpa～8.3mpa，在水洗测试中，不会出现裂纹，破碎、溶解的情况发生。

技术特征：

1.一种3d打印用粘合剂墨水，其特征在于：

2.如权利要求1所述的一种3d打印用粘合剂墨水，其特征在于：

3.如权利要求1所述的一种3d打印用粘合剂墨水，其特征在于：

4.如权利要求1所述的一种3d打印用粘合剂墨水，其特征在于：

5.如权利要求1所述的一种3d打印用粘合剂墨水，其特征在于：

6.如权利要求1所述的一种3d打印用粘合剂墨水，其特征在于：

7.如权利要求1所述的一种3d打印用粘合剂墨水，其特征在于：

8.如权利要求7所述的一种3d打印用粘合剂墨水，其特征在于：

9.如权利要求7所述的一种3d打印用粘合剂墨水，其特征在于：

10.一种3d打印石膏基材印刷物，其特征在于：

技术总结本发明提供一种3D打印用粘合剂墨水及一种3D打印石膏基材印刷物。按质量百分比计，粘合剂墨水包括5.0％～10％的粘合剂，5％～50％的保湿剂、0.1％～3％的表面张力控制剂和水；粘合剂包括第一粘合剂和第二粘合剂；第一粘合剂为K值在15至35之间的聚乙烯吡咯烷酮；第二粘合剂的分子量为100,000～1,000,000；第一粘合剂与第二粘合剂的使用比例为2:9～4:7。本发明的墨水通过使用两类不同分子量的粘合剂，使带有石膏装饰性图案的纺织品拥有更高的强度和更紧密的结构，防止在水洗测试中出现裂纹、溶解、破碎的问题。同时低粘度第一粘合剂搭配高粘度第二粘合剂使用，避免墨水体系粘度过高。技术研发人员：杨亚婷受保护的技术使用者：珠海天威新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/10