[發(fā)明專利]3D噴墨打印用光固化透明墨水及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610547409.4
• 申請(qǐng)日: 2016-07-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107459871B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王風(fēng);王麗坤;楊前程;李嘉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海賽納打印科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C09D11/30
• 分類號(hào): C09D11/30;C09D11/38;C09D11/101;C09D11/03
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 陶敏;黃健

本發(fā)明提供一種3D噴墨打印用光固化透明墨水及其制備方法，該3D噴墨打印用光固化透明墨水包括如下成分：丙烯酸酯單體、巰基化合物、表面活性劑、光引發(fā)劑和助劑。本發(fā)明的3D噴墨打印用光固化透明墨水能夠抑制打印制品容易發(fā)生黃變和渾濁發(fā)朦的現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及打印技術(shù)，尤其涉及一種3D噴墨打印用光固化透明墨水及其制備方法，屬于3D噴墨打印技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

3D噴墨打印技術(shù)是根據(jù)噴墨打印機(jī)的工作原理，在數(shù)字信號(hào)的激勵(lì)下使噴嘴腔室中的墨水在瞬間形成液滴，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。

3D噴墨打印用墨水根據(jù)固化源的不同可以分為光固化墨水和溫度固化墨水，光固化墨水中通常含有光引發(fā)劑、低聚物(也稱齊聚物)和單體，光引發(fā)劑受到光的照射被激發(fā)產(chǎn)生自由基促使低聚物和單體發(fā)生聚合反應(yīng)從而使墨水固化；溫度固化墨水中通常含有蠟組分，通過(guò)將環(huán)境溫度降到蠟的熔點(diǎn)溫度以下，墨水被固化。然而，使用溫度固化墨水對(duì)整個(gè)噴墨打印過(guò)程中的溫度需嚴(yán)格控制，且打印制品在高溫下存在熔融或變形的風(fēng)險(xiǎn)，因此溫度固化墨水在應(yīng)用范圍上受到限制。

另一方面，3D噴墨打印用墨水根據(jù)著色劑的不同可以分為青色墨水、品紅色墨水、黃色墨水、黑色墨水、白色墨水以及透明墨水等，其中透明墨水一直以來(lái)是研究的難點(diǎn)。

現(xiàn)有的光固化透明墨水不同于一般的光固化彩色墨水如青色墨水、品紅色墨水、黃色墨水、黑色墨水、白色墨水等，光固化透明墨水最大的缺點(diǎn)就是打印制品容易黃變和看上去不透明。

通常，光固化透明墨水在進(jìn)行光固化反應(yīng)時(shí)打印制品產(chǎn)生黃變主要原因可能包括以下幾種：1、墨水中的光引發(fā)劑分解后產(chǎn)生醌類結(jié)構(gòu)，醌類結(jié)構(gòu)使得打印制品產(chǎn)生黃變；2、光引發(fā)劑本身為黃色，在進(jìn)行光固化反應(yīng)后墨水中的光引發(fā)劑沒(méi)有完全反應(yīng)，剩余的光引發(fā)劑致使打印制品看上去產(chǎn)生黃變；3、光引發(fā)劑被光照射后產(chǎn)生的較高活性的自由基也可能會(huì)導(dǎo)致墨水中已經(jīng)聚合的分子鏈斷裂，從而產(chǎn)生共軛結(jié)構(gòu)，致使打印制品看上去產(chǎn)生黃變；4、墨水中主體樹(shù)脂老化引起的黃變，其主要原因?yàn)楦叻肿訑噫湲a(chǎn)生的共軛雙鍵，當(dāng)共軛數(shù)量達(dá)到一定值時(shí)就會(huì)產(chǎn)生黃變，或者老化斷鏈后氧化產(chǎn)生的羰基，或者含氮基團(tuán)物質(zhì)的分解產(chǎn)生有色胺類物質(zhì)；5、墨水中使用的表面活性劑與整個(gè)體系不相容而使打印制品看上去渾濁發(fā)朦。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種3D噴墨打印用光固化透明墨水及其制備方法，用來(lái)克服現(xiàn)有技術(shù)中光固化透明墨水打印制品容易發(fā)生黃變和渾濁發(fā)朦的現(xiàn)象。

本發(fā)明提供一種3D噴墨打印用光固化透明墨水，包括如下成分：丙烯酸酯單體、巰基化合物、表面活性劑、光引發(fā)劑和助劑。本發(fā)明的墨水在進(jìn)行噴墨打印的過(guò)程中，當(dāng)光源照射在已形成的打印制品上時(shí)，光源會(huì)誘發(fā)墨水中的光引發(fā)劑產(chǎn)生自由基，從而促使丙烯酸酯單體和巰基化合物發(fā)生聚合反應(yīng)使墨水逐漸固化而最終生成固態(tài)的打印制品。本發(fā)明墨水成分中的巰基化合物具有極好的耐黃變性，并且上述組成在光照下不會(huì)產(chǎn)生醌類結(jié)構(gòu)，因此不易發(fā)生黃變現(xiàn)象，透明度較現(xiàn)有技術(shù)中的透明打印制品得到顯著的提升。同時(shí)，在打印過(guò)程中，表面活性劑還可以參與到聚合反應(yīng)的過(guò)程中，改善打印制品的透明度。本發(fā)明中對(duì)使用的光源沒(méi)有特別限制，可以為紫外光或可見(jiàn)光等，具體根據(jù)墨水中所選用的光引發(fā)劑來(lái)確定，例如，當(dāng)墨水中所用的光引發(fā)劑在紫外光照射下能產(chǎn)生大量的自由基時(shí)，那么含有該光引發(fā)劑的墨水在進(jìn)行光固化反應(yīng)時(shí)使用紫外光進(jìn)行照射；當(dāng)墨水中所用的光引發(fā)劑在可見(jiàn)光照射下能產(chǎn)生大量的自由基時(shí)，那么含有該光引發(fā)劑的墨水在進(jìn)行光固化反應(yīng)時(shí)使用可見(jiàn)光進(jìn)行照射。

另外，除了上述成分外，本發(fā)明的墨水成分中還可以包括耐黃變性佳的非巰基改性丙烯酸酯低聚物，當(dāng)光源照射在已形成的打印制品上時(shí)，光源會(huì)誘發(fā)墨水中的光引發(fā)劑產(chǎn)生自由基，從而促使丙烯酸酯單體和巰基化合物以及非巰基改性丙烯酸酯低聚物發(fā)生聚合反應(yīng)使墨水逐漸固化而最終生成固態(tài)的打印制品。