本发明涉及全彩3d打印机用耗材的
技术领域：
，更具体地讲，涉及一种适用于全彩3d打印机的无色粘合剂胶水及其制备方法。
背景技术：
：全彩3d打印机是3d增材制造的重要技术，它同其他3d打印机的最大区别在于它通过三维数据输出的图形可以在基材上展现出逼真的色彩。目前，世界上应用最为广泛的全彩3d打印机有printer150,250,350,450,510,650,850机型和projet160,260,360,460,660,860机型，这些打印机型可以实现600万种色彩的组合，色彩真实绚丽；该类系列打印机主要采用无色粘合剂和复合粉末为打印材料，同时采用cmyk彩色技术。这些设备通常采用的是美国惠普生产的热发泡喷头，然而国外打印机技术都是硬件商垄断材料供应，给我国3d打印机应用增加了很大成本。目前国内外全彩3d打印机的无色粘合剂胶水存在一些缺点，如：底材粉末适用差、打印成型的精度低、颜色边缘控制模糊、色彩展现力差、基材粉末粘合时间过长、粘合后容易粉化、色彩耐候性差等方面问题，不能满足全彩3d打印机的实际使用要求，限制了全彩3d打印机的拓展应用，而且现有的全彩3d打印机的无色粘合剂胶水只适用于装载热发泡喷头的全彩3d打印机，适用于压电喷头的粘合剂胶水经常出现烧头，适用范围小。技术实现要素：针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种适用于全彩3d打印机的无色粘合剂胶水及其制备方法，以解决现有的全彩3d打印机的无色粘合剂胶水存在的底材粉末适用差、颜色边缘控制模糊、色彩展现力差、基材粉末粘合时间过长、粘合后容易粉化、色彩耐候性差、烧喷头等方面的问题。实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于全彩3d打印机的无色粘合剂胶水，其特征在于，其组成成分按重量配比为:10~35份有机助溶剂；0.1~0.5份高分子粘合剂；0.2~5份阳离子粘合剂；0.1~1份阻渗剂；0.1~0.3份杀菌防腐剂；0.1~1份的ph调节剂；0.1~2份的固化剂；0.1~1.2份表面活性剂；0.1~0.5份提色剂；64~87份超纯水。一种适用于全彩3d打印机的无色粘合剂胶水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）在真空度为-0.090kpa的真空反应釜中预先加入上述超纯水，在200~300r/min转速下低速搅拌，然后依次加入所述有机助溶剂、高分子粘合剂、阳离子粘合剂、阻渗剂、杀菌防腐剂、ph调节剂、固化剂、表面活性剂、提色剂，充分混合并搅拌2~4h，温度控制在55℃~65℃。（2）搅拌后的混合液冷却至室温，陈化22~26小时，即得到全彩3d打印机的无色粘合剂胶水。相比现有技术，本发明具有如下有益效果：1、本发明在制备无色粘合剂胶水时加入了高分子粘合剂、阳离子粘合剂、阻渗剂，并通过研究发现当采用0.1~0.5份高分子粘合剂、0.2~5份阳离子粘合剂、0.1~1份阻渗、0.1~1.2份表面活性剂、0.1~0.5份提色剂剂复配应用时，本发明的无色粘合剂胶水在解决底材粉末适用差、打印成型的精度低、颜色边缘控制模糊、色彩展现力差、基材粉末粘合时间过长、粘合后容易粉化、色彩耐候性差、喷头易烧头问题上都表现出a级，从而克服现有无色粘合剂胶水存在的问题。2、为了使得无色粘合剂胶水在满足现有3d打印机的实际需求下，又能够拥有优异的质量，本发明在制备过程中加入了杀菌防腐剂、ph调节剂和固化剂，杀菌防腐剂可以防止胶水在长期使用过程中因接触空气从而滋生细菌影响胶水的质量；而ph调节剂可以使得胶水体系处于弱碱性条件（ph=7~10）下，这样胶水在储存时更加稳定，这主要是由于在酸性环境下胶水中的高分子物质易发生水解，而碱性太强胶水又容易吸收空气中的水份，使得胶水的粘性下降；固化剂的加入，能够加快固化速度和强度，有利于产品质量的提升。3、本发明制备的无色粘合剂胶水能够满足全彩3d打印机的实际使用要求，拓展了全彩3d打印机的应用市场，有利于工业化生产。4、本发明制备出的全彩3d打印机的无色粘合剂胶水即可广泛应用于装载压电式喷头全彩3d打印机，又可以应用于装载热发泡喷头的全彩3d打印机，适用范围广。具体实施方式本发明适用于全彩3d打印机的无色粘合剂胶水，其组成成分按重量配比为:10~35份有机助溶剂；0.1~0.5份高分子粘合剂；0.2~5份阳离子粘合剂；0.1~1份阻渗剂；0.1~0.3份杀菌防腐剂；0.1~1份的ph调节剂；0.1~2份的固化剂；0.1~1.2份表面活性剂；0.1~0.5份提色剂；64~87份超纯水。其中，所述有机助溶剂包括乙醇、异丙醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、三丙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、2-吡咯烷酮、2-甲基-吡咯烷酮、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、三乙二醇丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇1000、聚乙二醇6000、山梨醇、木糖醇中的三种或三种以上的任意比例混合；优先乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、2-吡咯烷酮、二乙二醇丁醚、三乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、山梨醇、木糖醇。更优选乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、2-吡咯烷酮、二乙二醇丁醚、三乙二醇丁醚、聚乙二醇200、聚乙二醇400、山梨醇中的三种或三种以上的任意比例混合。其中，所述高分子粘合剂为纳米结晶纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮pvp-k15、pvp-k25、pvp-k30、pvp-k60或pvp-k90；优选纳米结晶纤维素、聚乙烯吡咯烷酮pvp-k15或pvp-k30。所述阳离子粘合剂为olin聚氨酯改性环氧树脂der791、olin聚氨酯改性环氧树脂der858、华昌hcm-2聚氨酯改性环氧乙烯基树脂、万华改性聚氨酯9016、改性丙烯酸树脂e-58/e-2016、alberdingk955改性聚酯多元醇或亨斯曼3051；优选olin聚氨酯改性环氧树脂der791、alberdingk955改性聚酯多元醇或亨斯曼3051。所述阻渗剂为碳酸镐铵、柠檬酸铵或磺酸铵；优选碳酸镐铵。所述杀菌防腐剂为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮bit20%gxl、陶氏aqucarro或陶氏aqucarig50；优选1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl。所述ph调节剂为amp-95、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或三羟甲基氨基甲烷；优选三乙醇胺。所述固化剂为拜耳n3390固化剂、亨斯迈聚醚胺d230固化剂、亨斯迈聚醚胺d400固化剂、亨斯迈聚醚胺d2000固化剂或阿克苏v388固化剂；优选拜耳n3390固化剂或亨斯迈聚醚胺d230固化剂。所述表面活性剂包括含氟表面活性剂、含硅表面活性剂、非离子有机烷氧基醇类表面活性剂或双子星非离子表面活性剂；优选3mfluorad氟素表面活性剂fc-4430、surfynol440、surfynol465、surfynol485、surfynol104e、ad01、surfynol604、surfynol607、olfineexp4300、olfineexp4123、olfineexp4200、byk-020、byk-021、陶氏tritoncf-32、tritondf-12、tritondf-16、tritonminfoam1x、杜邦fs-30、杜邦fs-31、杜邦fs-50、杜邦fs-51、杜邦fs-60、杜邦fs-61中的任意两种。所述提色剂为巴斯夫荧光增白剂tinopalob、巴斯夫荧光增白剂cbs-x、linebon-bbu或linebon-kcb；优选巴斯夫荧光增白剂tinopalob或巴斯夫荧光增白剂cbs-x。下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程，本发明的保护范围不限于以下的实施例。实施例1本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水按照如下组份：有机助溶剂包括：10.0kg乙二醇、5.0kg二乙二醇丁醚和5.0kg1,2-己二醇；高分子粘合剂为0.2kgpvp-k30；阳离子粘合剂为2.5kg亨斯曼3051；阻渗剂为0.2kg碳酸镐胺；杀菌防腐剂为0.1kg1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl；ph调节剂为0.2kg三乙醇胺；固化剂为0.2kg亨斯迈聚醚胺d230固化剂；表面活性剂包括0.2kgsurfynol465和0.1kgsurfynol104e；提色剂为0.1kg巴斯夫荧光增白剂cbs-x；75.9kg超纯水。本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水采用如下制备方法：（1）在真空度为-0.090kpa的真空反应釜中预先加入上述超纯水，在200r/min转速下低速搅拌，然后依次加入所述有机助溶剂、高分子粘合剂、阳离子粘合剂、阻渗剂、杀菌防腐剂、ph调节剂、固化剂、表面活性剂、提色剂，充分混合并搅拌2h，温度控制在55℃。（2）搅拌后的混合液冷却至室温陈化22小时，即得到全彩3d打印机的无色粘合剂胶水。实施例2本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水按照如下组份：有机助溶剂包括10.0kg二乙二醇、10.0kg二乙二醇丁醚和3.0kg1,2-己二醇；高分子粘合剂为0.3kg纳米结晶纤维素；阳离子粘合剂为2.0kgolin聚氨酯改性环氧树脂der791；阻渗剂为0.2kg碳酸镐胺；杀菌防腐剂为0.1kg1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl；ph调节剂为0.3kg三乙醇胺；固化剂为0.2kg拜耳n3390固化剂；表面活性剂包括0.3kgsurfynol465和0.1kgsurfynol104e；提色剂为0.1kg巴斯夫荧光增白剂cbs-x；73.4kg超纯水。本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水采用如下制备方法：（1）在真空度为-0.090kpa的真空反应釜中预先加入上述超纯水，在220r/min转速下低速搅拌，然后依次加入所述有机助溶剂、高分子粘合剂、阳离子粘合剂、阻渗剂、杀菌防腐剂、ph调节剂、固化剂、表面活性剂、提色剂，充分混合并搅拌2.5h，温度控制在60℃。（2）搅拌后的混合液冷却至室温陈化24小时，即得到全彩3d打印机的无色粘合剂胶水。实施例3本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水按照如下组份：有机助溶剂包括12.0kg丙二醇、8.0kg三乙二醇丁醚和4.0kg1,2-己二醇；高分子粘合剂为0.3kg纳米结晶纤维素；阳离子粘合剂为2.0kgolin聚氨酯改性环氧树脂der791；阻渗剂为0.2kg碳酸镐胺；杀菌防腐剂为0.1kg1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl；ph调节剂为0.3kg三乙醇胺；固化剂为0.6kg拜耳n3390固化剂；表面活性剂包括0.4kgsurfynol465和0.2kgolfineexp4300；提色剂为0.2kg巴斯夫荧光增白剂tinopalob；71.7kg超纯水。本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水采用如下制备方法：（1）在真空度为-0.090kpa的真空反应釜中预先加入上述超纯水，在240r/min转速下低速搅拌，然后依次加入所述有机助溶剂、高分子粘合剂、阳离子粘合剂、阻渗剂、杀菌防腐剂、ph调节剂、固化剂、表面活性剂、提色剂，充分混合并搅拌3h，温度控制在65℃。（2）搅拌后的混合液冷却至室温陈化24小时，即得到全彩3d打印机的无色粘合剂胶水。实施例4本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水按照如下组份：有机助溶剂包括2.0kg乙醇、5.0kg丙三醇、10.0kg三乙二醇丁醚和10.0kg1,5戊二醇高分子粘合剂为0.2kgpvp-k15；阳离子粘合剂为3.0kgolin聚氨酯改性环氧树脂der791；阻渗剂为0.2kg碳酸镐胺；杀菌防腐剂为0.1kg1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl；ph调节剂为0.3kg三乙醇胺；固化剂为0.8kg拜耳n3390固化剂；表面活性剂包括0.4kgsurfynol465和0.2kgolfineexp4300；提色剂为0.2kg巴斯夫荧光增白剂cbs-x；67.6kg超纯水。本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水采用如下制备方法：（1）在真空度为-0.090kpa的真空反应釜中预先加入上述超纯水，在260r/min转速下低速搅拌，然后依次加入所述有机助溶剂、高分子粘合剂、阳离子粘合剂、阻渗剂、杀菌防腐剂、ph调节剂、固化剂、表面活性剂、提色剂，充分混合并搅拌3.5h，温度控制在55℃。（2）搅拌后的混合液冷却至室温陈化23小时，即得到全彩3d打印机的无色粘合剂胶水。实施例5本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水按照如下组份：有机助溶剂包括2.0kg乙醇、5.0kg2-吡咯烷酮和5.0kg1,2-己二醇；高分子粘合剂为0.1kg纳米结晶纤维素；阳离子粘合剂为0.2kgolin聚氨酯改性环氧树脂der791；阻渗剂为0.1kg碳酸镐胺；杀菌防腐剂为0.1kg1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl；ph调节剂为0.3kg三乙醇胺；固化剂为0.6kg亨斯迈聚醚胺d230固化剂；表面活性剂包括0.2kgsurfynol465和0.1kgolfineexp4300；提色剂为0.1kg巴斯夫荧光增白剂cbs-x；86.2kg超纯水。本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水采用如下制备方法：（1）在真空度为-0.090kpa的真空反应釜中预先加入上述超纯水，在280r/min转速下低速搅拌，然后依次加入所述有机助溶剂、高分子粘合剂、阳离子粘合剂、阻渗剂、杀菌防腐剂、ph调节剂、固化剂、表面活性剂、提色剂，充分混合并搅拌4h，温度控制在60℃。（2）搅拌后的混合液冷却至室温陈化25小时，即得到全彩3d打印机的无色粘合剂胶水。实施例6本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水按照如下组份：有机助溶剂包括3.0kg丙二醇、10.0kg乙二醇和2.0kg2-甲基吡咯烷酮；高分子粘合剂为0.2kgpvp-k15；阳离子粘合剂为0.5kg亨斯曼3051；阻渗剂为0.1kg碳酸镐胺；杀菌防腐剂为0.1kg1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl；ph调节剂为0.2kg三乙醇胺；固化剂为0.2kg拜耳n3390固化剂；表面活性剂包括0.3kgsurfynol465和0.2kgolfineexp4123；提色剂为0.1kg巴斯夫荧光增白剂tinopalob；83.1kg超纯水。本实施例全彩3d打印机的无色粘合剂胶水采用如下制备方法：（1）在真空度为-0.090kpa的真空反应釜中预先加入上述超纯水，在300r/min转速下低速搅拌，然后依次加入所述有机助溶剂、高分子粘合剂、阳离子粘合剂、阻渗剂、杀菌防腐剂、ph调节剂、固化剂、表面活性剂、提色剂，充分混合并搅拌4h，温度控制在65℃。（2）搅拌后的混合液冷却至室温陈化26小时，即得到全彩3d打印机的无色粘合剂胶水。为了进一步验证本发明的技术方案产生的效果更佳，做了以下三组对比例实验。对比例1本对比例无色粘合剂胶水按照如下组份：有机助溶剂包括5.0kg乙醇、10.0kg乙二醇和2.0kg三乙二醇丁醚；杀菌防腐剂为0.1kg1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl；ph调节剂为0.2kg三乙醇胺；表面活性剂包括1.0kgsurfynol465和0.2kgolfineexp4123；81.5kg超纯水。本对比例无色粘合剂胶水采用如下制备方法：（1）在真空度为-0.090kpa的真空反应釜中预先加入上述超纯水，在200r/min转速下低速搅拌，然后依次加入所述有机助溶剂、杀菌防腐剂、ph调节剂、表面活性剂，充分混合并搅拌2h，温度控制在55℃。（2）搅拌后的混合液冷却至室温陈化22小时，即得到全彩3d打印机的无色粘合剂胶水。对比例2本对比例无色粘合剂胶水按照如下组份：有机助溶剂包括10.0kg乙二醇、15.0kg丙三醇和10.0kg1,5戊二醇；杀菌防腐剂为0.1kg1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl；ph调节剂为0.2kg三乙醇胺；表面活性剂包括0.1kgsurfynol465和0.1kgolfineexp4123；64.5kg超纯水。本对比例无色粘合剂胶水采用如下制备方法：（1）在真空度为-0.090kpa的真空反应釜中预先加入上述超纯水，在300r/min转速下低速搅拌，然后依次加入所述有机助溶剂、杀菌防腐剂、ph调节剂、表面活性剂，充分混合并搅拌3h，温度控制在65℃。（2）搅拌后的混合液冷却至室温陈化24小时，即得到全彩3d打印机的无色粘合剂胶水。对比例3一种适用于全彩3d打印机的无色粘合剂胶水，其特征在于，其组成成分按重量配比为:有机助溶剂包括8.0kg二乙二醇、10.0kg二乙二醇甲乙醚和10.0kg1,2-己二醇；杀菌防腐剂为0.1kg1,2-苯并异噻唑啉-3-酮20%proxelgxl；ph调节剂为0.2kg三乙醇胺；表面活性剂包括0.3kg杜邦fs-50和0.2kg杜邦fs-60；71.2kg超纯水。本对比例无色粘合剂胶水采用如下制备方法：（1）在真空度为-0.090kpa的真空反应釜中预先加入上述超纯水，在240r/min转速下低速搅拌，然后依次加入所述有机助溶剂、杀菌防腐剂、ph调节剂、表面活性剂，充分混合并搅拌4h，温度控制在60℃。（2）搅拌后的混合液冷却至室温陈化26小时，即得到全彩3d打印机的无色粘合剂胶水。上述实施例和对比例在解决底材粉末适用差、打印成型的精度低、颜色边缘控制模糊、色彩展现力差、基材粉末粘合时间过长、粘合后容易粉化、色彩耐候性差、喷头易烧头等问题上的情况如下表1：表1为实施例与对比例的使用效果对照表项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6对比例1对比例2对比例3粉末适用性aaaaa+ab_c+c-打印精度aa-aaaa+b_bb_色彩控制性a+aa-aaac+cb_色彩展现力aa_aaa_acc_c+色彩耐候性aaaaa+ac+b_b_粘合时间a+a+a+aaa+bcc_喷孔寿命aa+a+a+a+a+cc+c表2为评价标准项目a+aa_bb+b_c+cc_粉末适用性13种以上12种11种10种9种8种7种5种3种及以下打印精度0.04mm0.06mm0.-08mm0.10mm0.12mm0.14mm0.16mm0.18mmo.20mm色彩控制性989694929088868482色彩展现力989694929088868482色彩耐候性360天340天320天300天280天260天240天220天220天粘合时间5min6min7min8min10min12min14min16min18min喷孔寿命坏2孔及以下坏4孔坏6孔坏8孔坏10孔坏12孔坏14孔坏16孔坏18孔以上由上述表1和表2可以看出，采用本发明的方法制备出的全彩3d打印机的无色粘合剂胶水在解决底材粉末适用差、打印成型的精度低、颜色边缘控制模糊、色彩展现力差、基材粉末粘合时间过长、粘合后容易粉化、色彩耐候性差、喷头易烧头问题上都表现出a级，这说明采用本发明制备的无色粘合剂胶水能够满足全彩3d打印机的实际使用要求，拓展了全彩3d打印机的应用市场。本发明的上述实施仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页12