本發(fā)明屬于高分子材料領域，涉及一種3d打印涂料，尤其涉及一種水性納米高遮蓋3d打印涂料及其制備方法。
背景技術：
環(huán)保型數碼印花工藝具有節(jié)能減排，色彩艷麗，高精度及手感好等優(yōu)點，其先進的生產原理及技術措施給紡織印刷業(yè)帶來了全新的概念和前所未有的機遇。我國數碼印花起步較晚，先進的數碼印花機均從國外進口，而相應的數碼印花墨水耗材，由于品質要求很高，也一直依賴國外進口。
數碼印花的墨水，在前處理上漿，后處理水洗過程中會產生一定量的廢水，而且目前所有的數碼印花墨水都存在著遮蓋率低，印花立體感差，通用性不強，涂膜彈性差，色牢度不高(3-4級)，批次性顏色差異較大等缺點。通常，在印刷中用作打底墨的油墨需要很強的遮蓋力，用來遮住底層油墨的顏色，并且對表層油墨的再現(xiàn)性要好，如果油墨遮蓋力不夠會造成印刷一大關鍵問題，因此，對油墨遮蓋力的研究具有很重要意義。
印花用墨水的研制是數碼印花最重要的一環(huán)，目前用于數碼印花的墨水主要分為五種：酸性墨水，活性染料墨水，涂料墨水，熱轉印墨水，直噴分散墨水；然而，針對目前墨水存在的上述問題，其發(fā)展趨勢如下：(1)開發(fā)高性能、高色牢度的印花墨水，減少添加劑的加入；(2)開發(fā)水性環(huán)保型、價格低廉的墨水，減少環(huán)境污染，提高墨水的穩(wěn)定性和通用性，降低成本；(3)開發(fā)更多具有自主知識產權、產業(yè)化的墨水，逐步減少對國外產品的依賴，掌握具有自主知識產權的墨水生產技術。
水性納米3d打印涂料的市場巨大，尤其是，數碼印花機打樣在西方印花業(yè)已經成為主流的生產方式。歐洲印花業(yè)已有90％以上的企業(yè)采用數碼印花機打樣，這些企業(yè)普遍認為數碼印花機打樣反應速度快、打樣成本低、效果一致性好。
而據相關的數據統(tǒng)計，亞洲地區(qū)的中國、東南亞及印度占據了全球總體印花量的66％左右，中國在傳統(tǒng)印花中占了全球30％的產量，現(xiàn)在數碼印花還不到總數量中的5％。所以今后幾年國內數碼印花的成長空間巨大，相應的水性納米高遮蓋3d打印涂料市場巨大；因此，發(fā)揮其優(yōu)勢擠占數碼印花墨水行業(yè)，協(xié)助數碼印花行業(yè)擠占印花市場，具有很大的利潤空間。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明旨在提供一種水性納米高遮蓋3d打印涂料，其結合了水性印花膠漿的高遮蓋率，高彈性，立體感強，可適應印刷材質的多樣化，印刷過程中無前處理上漿和后處理水洗程序；并且，其添加了納米粒子改善涂料的性能，具有優(yōu)良的高遮蓋性能，還大幅降低了配方成本，是一款極具國內外市場競爭力的產品。
因此，本發(fā)明的第一方面提供了一種水性納米高遮蓋3d打印涂料，其包括質量比為75～90：6～10：9～11：1～3的水性聚氨酯樹脂、水性納米級色漿、離子水與丙二醇；
其中，所述水性聚氨酯樹脂的固含量為50～60％，所述水性納米級色漿的細度為85～100nm。
優(yōu)選地，在所述水性納米高遮蓋3d打印涂料中，所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水與所述丙二醇的質量比為80：8：10：2。
此外，本發(fā)明的第二方面還提供了一種本發(fā)明第一方面所述的水性納米高遮蓋3d打印涂料的制備方法，具體包括以下步驟：
s1：將分子主鏈上含有至少兩個磺酸鈉基團的聚酯多元醇、混合多元醇進行混合脫水，然后與芳香族二異氰酸酯以1:2的質量比進行預聚反應，制得聚氨酯預聚物；
s2：將所述聚氨酯預聚物與小分子二元醇以1:2的質量比進行封端反應，制得封端的聚氨酯；
s3：加入丙酮稀釋并乳化所述封端的聚氨酯，再加入胺類擴鏈劑進行擴鏈反應，制得聚氨酯分散液；
s4：脫除所述聚氨酯分散液中的丙酮，制得所述水性聚氨酯樹脂；
s5：制備所述水性納米級色漿；
s6：將所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水與所述丙二醇按質量比充分混合，并加入聚氨酯增稠劑進行粘度控制，最終制得所述水性納米高遮蓋3d打印涂料。
優(yōu)選地，在上述制備方法中，s1中的混合脫水在140℃下實施。
優(yōu)選地，在上述制備方法中，s1中的預聚反應的溫度、s2中的封端反應的溫度，以及s3中的擴鏈反應的溫度均為80℃。
優(yōu)選地，在上述制備方法中，所述胺類擴鏈劑為二乙基甲苯二胺。
優(yōu)選地，在上述制備方法中，s6中還加入乳化劑，與所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水以及所述丙二醇一起充分混合。
優(yōu)選地，在上述制備方法的s5中，制備所述水性納米級色漿的步驟包括：
向分散釜中加入去離子水、丙二醇、分散劑、有機顏料，攪拌1～2小時，充分混合至顏料的細度至20微米，接著用砂磨機研磨5～6遍，研磨色漿的細度至85～100nm，即得所述水性納米級色漿。
進一步優(yōu)選地，在上述制備方法的s5中，所述去離子水、所述丙二醇、所述分散劑與所述有機顏料的質量比為50：5：10：35。
進一步優(yōu)選地，在上述制備方法的s5中，采用1500轉/分鐘的轉速實施攪拌。
總之，本發(fā)明所述水性納米高遮蓋3d打印涂料具有高遮蓋率、高彈性、立體感強、可適應印刷材質的多樣化等特性，并且，印刷過程中無前處理上漿和后處理水洗程序；另外，其生產成本較低，所以適于大規(guī)模工業(yè)化生產。因此，使用本發(fā)明所述制備方法制得的水性納米高遮蓋3d打印涂料，填補了國內高遮蓋印花涂料的空白，它的出現(xiàn)必將加速該行業(yè)的產業(yè)升級，其適應廣泛及優(yōu)異的特性未來需求巨大，因此，具有潛在的市場價值和廣闊的應用前景。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實施方式。
第一方面，提供了一種水性納米高遮蓋3d打印涂料，其包括質量比為75～90：6～10：9～11：1～3的水性聚氨酯樹脂、水性納米級色漿、離子水與丙二醇；
其中，所述水性聚氨酯樹脂的固含量為50～60％，所述水性納米級色漿的細度為85～100nm。
在一個優(yōu)選實施例中，所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水與所述丙二醇的質量比為80：8：10：2。
第二方面，提供了一種根據第一方面所述水性納米高遮蓋3d打印涂料的制備方法，包括以下步驟：
s1：將分子主鏈上含有至少兩個磺酸鈉基團的聚酯多元醇、混合多元醇進行混合脫水，然后與芳香族二異氰酸酯以1:2的質量比進行預聚反應，制得聚氨酯預聚物；
s2：將所述聚氨酯預聚物與小分子二元醇以1:2的質量比進行封端反應，制得封端的聚氨酯；
s3：加入丙酮稀釋并乳化所述封端的聚氨酯，再加入胺類擴鏈劑進行擴鏈反應，制得聚氨酯分散液；
s4：脫除所述聚氨酯分散液中的丙酮，制得所述水性聚氨酯樹脂；
s5：制備所述水性納米級色漿；
s6：將所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水與所述丙二醇按質量比充分混合，并加入聚氨酯增稠劑進行粘度控制，最終制得所述水性納米高遮蓋3d打印涂料。
在一個優(yōu)選實施例中，s1中的混合脫水在140℃下實施。
在一個優(yōu)選實施例中，s1中的預聚反應的溫度、s2中的封端反應的溫度，以及s3中的擴鏈反應的溫度均為80℃。
在一個優(yōu)選實施例中，所述胺類擴鏈劑為二乙基甲苯二胺。
在一個優(yōu)選實施例中，s6中還加入乳化劑，與所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水以及所述丙二醇一起充分混合。
在一個優(yōu)選實施例中，s5中制備所述水性納米級色漿的步驟包括：
向分散釜中加入去離子水、丙二醇、分散劑、有機顏料，攪拌1～2小時，充分混合至顏料的細度至20微米，接著用砂磨機研磨5～6遍，研磨色漿的細度至85～100nm，即得所述水性納米級色漿。
在一個進一步優(yōu)選的實施例中，所述去離子水、所述丙二醇、所述分散劑與所述有機顏料的質量比為50：5：10：35。
在一個進一步優(yōu)選的實施例中，采用1500轉/分鐘的轉速實施攪拌。
實施例1
s1：將分子主鏈上含有至少兩個磺酸鈉基團的聚酯多元醇、混合多元醇在150℃下進行混合脫水，然后與芳香族二異氰酸酯以1:2的質量比在80℃下進行預聚反應，制得聚氨酯預聚物；
s2：將所述聚氨酯預聚物與小分子二元醇以1:2的質量比在75℃下進行封端反應，制得封端的聚氨酯；
s3：加入丙酮稀釋并乳化所述封端的聚氨酯，再加入二乙基甲苯二胺在85℃下進行擴鏈反應，制得聚氨酯分散液；
s4：脫除所述聚氨酯分散液中的丙酮，制得所述水性聚氨酯樹脂，其固含量為50％；
s5：以50：5：10：35的質量比向分散釜中加入去離子水、丙二醇、分散劑、有機顏料，采用1500轉/分鐘的轉速攪拌1小時，充分混合至顏料的細度至20微米，接著用砂磨機研磨5～6遍，研磨色漿的細度至85～90nm，即得所述水性納米級色漿；
s6：將所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水與所述丙二醇按75：7：9：2的質量比充分混合，并加入聚氨酯增稠劑進行粘度控制，最終制得所述水性納米高遮蓋3d打印涂料。
實施例2
s1：將分子主鏈上含有至少兩個磺酸鈉基團的聚酯多元醇、混合多元醇在140℃下進行混合脫水，然后與芳香族二異氰酸酯以1:2的質量比在80℃下進行預聚反應，制得聚氨酯預聚物；
s2：將所述聚氨酯預聚物與小分子二元醇以1:2的質量比在80℃下進行封端反應，制得封端的聚氨酯；
s3：加入丙酮稀釋并乳化所述封端的聚氨酯，再加入二乙基甲苯二胺在80℃下進行擴鏈反應，制得聚氨酯分散液；
s4：脫除所述聚氨酯分散液中的丙酮，制得所述水性聚氨酯樹脂，其固含量為56％；
s5：以50：5：10：35的質量比向分散釜中加入去離子水、丙二醇、分散劑、有機顏料，采用1500轉/分鐘的轉速攪拌1.5小時，充分混合至顏料的細度至20微米，接著用砂磨機研磨5～6遍，研磨色漿的細度至95～100nm，即得所述水性納米級色漿；
s6：將所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水與所述丙二醇按80：8：10：2的質量比充分混合，并加入聚氨酯增稠劑進行粘度控制，最終制得所述水性納米高遮蓋3d打印涂料。
實施例3
s1：將分子主鏈上含有至少兩個磺酸鈉基團的聚酯多元醇、混合多元醇在140℃下進行混合脫水，然后與芳香族二異氰酸酯以1:2的質量比在85℃下進行預聚反應，制得聚氨酯預聚物；
s2：將所述聚氨酯預聚物與小分子二元醇以1:2的質量比在85℃下進行封端反應，制得封端的聚氨酯；
s3：加入丙酮稀釋并乳化所述封端的聚氨酯，再加入二乙基甲苯二胺在80℃下進行擴鏈反應，制得聚氨酯分散液；
s4：脫除所述聚氨酯分散液中的丙酮，制得所述水性聚氨酯樹脂，其固含量為60％；
s5：以48：5：9：33的質量比向分散釜中加入去離子水、丙二醇、分散劑、有機顏料，采用1000轉/分鐘的轉速攪拌2小時，充分混合至顏料的細度至20微米，接著用砂磨機研磨5～6遍，研磨色漿的細度至90～100nm，即得所述水性納米級色漿；
s6：將所述水性聚氨酯樹脂、所述水性納米級色漿、所述離子水、所述丙二醇以及乳化劑按80：8：10：2：6的質量比充分混合，并加入聚氨酯增稠劑進行粘度控制，最終制得所述水性納米高遮蓋3d打印涂料。
以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發(fā)明進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發(fā)明的范圍內。