[发明专利]一种水性纳米高遮盖3D打印墨水及其制备方法

权利要求书

1.一种水性纳米高遮盖3D打印墨水，其特征在于，其包括质量比为15～20：35～50：6～10：19～21：1～3:0.1～0.15的硅藻泥、水性聚氨酯树脂、水性纳米级色浆、离子水、丙二醇与硅烷偶联剂；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。

2.根据权利要求1所述的水性纳米高遮盖3D打印墨水，其特征在于，所述硅藻泥、所述水性聚氨酯树脂、所述水性纳米级色浆、所述离子水、所述丙二醇与所述硅烷偶联剂的质量比为15：40：7：20：1.5:0.15。

3.一种根据权利要求1或2所述的水性纳米高遮盖3D打印墨水的制备方法，其特征在于，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，所述步骤包括：向分散釜中加入去离子水、丙二醇、分散剂、有机颜料，搅拌0.5-0.6小时，充分混合至颜料的细度至10微米，接着用砂磨机研磨3～4遍，研磨色浆的细度至85～100nm，即得所述水性纳米级色浆；搅拌所采用的装置为专用搅拌装置，该搅拌装置包括机架，还包括机架上自上而下依次设置的电机、由电机带动的转轴、搅拌架、与转轴下端转动连接的支撑架以及搅拌槽，其中电机与转轴之间通过齿轮传动，转轴上部与机架之间转动连接，转轴中部、下部为中空的，搅拌架包括依次设置的第一搅拌杆、球形连接件以及第二搅拌杆，球形连接件与转轴中部为球铰接，球形连接件将转轴空腔分割为第一空腔、第二空腔，两个空腔中均滑动设置有活塞板，两个空腔均设置有进液单向阀、出液单向阀，两个活塞板分别与第一空腔、第二空腔之间设有弹簧，球形连接件上端、下端分别设置有可推动活塞板的顶杆，活塞板朝向顶杆的一端设置为球弧状，第一搅拌杆、第二搅拌杆非对称设置且均自上而下排布有若干搅拌叶片，其中第一搅拌杆的底部还设有第一永磁体，搅拌槽底部对应设有与第一永磁体相斥的第二永磁体，搅拌槽底部边缘处设有防沉积气囊，防沉积气囊上设有与第一永磁体相吸的第三永磁体；

S6：将硅藻泥、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打印墨水。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，S1中的混合脱水在140℃下实施，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℃。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述胺类扩链剂为二乙基甲苯二胺。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，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。

7.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述离子水、所述丙二醇、所述分散剂与所述有机颜料的质量比为50：5：10：35。