[发明专利]一种水性纳米高遮盖3D打印涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种3D打印涂料，尤其涉及一种水性纳米高遮盖3D打印涂料及其制备方法。

背景技术

环保型数码印花工艺具有节能减排，色彩艳丽，高精度及手感好等优点，其先进的生产原理及技术措施给纺织印刷业带来了全新的概念和前所未有的机遇。我国数码印花起步较晚，先进的数码印花机均从国外进口，而相应的数码印花墨水耗材，由于品质要求很高，也一直依赖国外进口。

数码印花的墨水，在前处理上浆，后处理水洗过程中会产生一定量的废水，而且目前所有的数码印花墨水都存在着遮盖率低，印花立体感差，通用性不强，涂膜弹性差，色牢度不高(3-4级)，批次性颜色差异较大等缺点。通常，在印刷中用作打底墨的油墨需要很强的遮盖力，用来遮住底层油墨的颜色，并且对表层油墨的再现性要好，如果油墨遮盖力不够会造成印刷一大关键问题，因此，对油墨遮盖力的研究具有很重要意义。

印花用墨水的研制是数码印花最重要的一环，目前用于数码印花的墨水主要分为五种：酸性墨水，活性染料墨水，涂料墨水，热转印墨水，直喷分散墨水；然而，针对目前墨水存在的上述问题，其发展趋势如下：(1)开发高性能、高色牢度的印花墨水，减少添加剂的加入；(2)开发水性环保型、价格低廉的墨水，减少环境污染，提高墨水的稳定性和通用性，降低成本；(3)开发更多具有自主知识产权、产业化的墨水，逐步减少对国外产品的依赖，掌握具有自主知识产权的墨水生产技术。

水性纳米3D打印涂料的市场巨大，尤其是，数码印花机打样在西方印花业已经成为主流的生产方式。欧洲印花业已有90％以上的企业采用数码印花机打样，这些企业普遍认为数码印花机打样反应速度快、打样成本低、效果一致性好。

而据相关的数据统计，亚洲地区的中国、东南亚及印度占据了全球总体印花量的66％左右，中国在传统印花中占了全球30％的产量，现在数码印花还不到总数量中的5％。所以今后几年国内数码印花的成长空间巨大，相应的水性纳米高遮盖3D打印涂料市场巨大；因此，发挥其优势挤占数码印花墨水行业，协助数码印花行业挤占印花市场，具有很大的利润空间。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明旨在提供一种水性纳米高遮盖3D打印涂料，其结合了水性印花胶浆的高遮盖率，高弹性，立体感强，可适应印刷材质的多样化，印刷过程中无前处理上浆和后处理水洗程序；并且，其添加了纳米粒子改善涂料的性能，具有优良的高遮盖性能，还大幅降低了配方成本，是一款极具国内外市场竞争力的产品。

因此，本发明的第一方面提供了一种水性纳米高遮盖3D打印涂料，其包括质量比为75～90：6～10：9～11：1～3的水性聚氨酯树脂、水性纳米级色浆、离子水与丙二醇；

其中，所述水性聚氨酯树脂的固含量为50～60％，所述水性纳米级色浆的细度为85～100nm。

优选地，在所述水性纳米高遮盖3D打印涂料中，所述水性聚氨酯树脂、所述水性纳米级色浆、所述离子水与所述丙二醇的质量比为80：8：10：2。

此外，本发明的第二方面还提供了一种本发明第一方面所述的水性纳米高遮盖3D打印涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1：将分子主链上含有至少两个磺酸钠基团的聚酯多元醇、混合多元醇进行混合脱水，然后与芳香族二异氰酸酯以1:2的质量比进行预聚反应，制得聚氨酯预聚物；

S2：将所述聚氨酯预聚物与小分子二元醇以1:2的质量比进行封端反应，制得封端的聚氨酯；

S3：加入丙酮稀释并乳化所述封端的聚氨酯，再加入胺类扩链剂进行扩链反应，制得聚氨酯分散液；

S4：脱除所述聚氨酯分散液中的丙酮，制得所述水性聚氨酯树脂；

S5：制备所述水性纳米级色浆；

S6：将所述水性聚氨酯树脂、所述水性纳米级色浆、所述离子水与所述丙二醇按质量比充分混合，并加入聚氨酯增稠剂进行粘度控制，最终制得所述水性纳米高遮盖3D打印涂料。

优选地，在上述制备方法中，S1中的混合脱水在140℃下实施。

优选地，在上述制备方法中，S1中的预聚反应的温度、S2中的封端反应的温度，以及S3中的扩链反应的温度均为80℃。

优选地，在上述制备方法中，所述胺类扩链剂为二乙基甲苯二胺。

优选地，在上述制备方法中，S6中还加入乳化剂，与所述水性聚氨酯树脂、所述水性纳米级色浆、所述离子水以及所述丙二醇一起充分混合。

优选地，在上述制备方法的S5中，制备所述水性纳米级色浆的步骤包括：