CN112045995A - 一种基于uv-喷墨3d打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于UV‑喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，其制备方法为先对木塑复合材料表面进行清洁平整处理，然后将木塑复合材料置于UV‑喷墨3D打印机中，清洁平整面朝上；调节用于表面装饰的图案和UV‑喷墨3D打印机的打印参数，将树脂材料打印于木塑复合材料表面，制备得到木塑复合材料表面UV‑喷墨3D打印装饰。本发明通过UV‑喷墨3D打印对木塑复合材料进行表面装饰，解决了木塑复合材料表面装饰困难、工艺复杂、成本高等问题，这对木塑复合材料的拓展应用和高附加值利用具有十分重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种木塑复合材料表面装饰的制备方法，具体涉及一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，属于材料饰面加工领域。
背景技术
木塑复合材料是由木质纤维材料与热塑性塑料复合而制备的一种环保型复合材料，它的原材料可以是农林废弃物(木屑、麦秸秆等)和回收塑料(聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯等)，这为农林和塑料资源的循环使用提供有效途径。木塑复合材料同时具有木材和塑料的优点，即强度高、耐磨、耐水、防腐、耐久、无甲醛释放，已经被广泛应用于建筑、围栏、地板、墙板等场合。
然而，木塑复合材料表面颜色和纹理单一，缺乏木材纹理丰富的质感；同时由于木塑复合材料表面的热塑性塑料呈非极性，其与极性装饰材料如浸渍纸、木材单板、薄膜相容性差，导致木塑复合材料的装饰性较差。通常需要对木塑复合材料表面进行预处理如等离子体处理、表面氧化、表面加热贴膜等，这在一定程度上使得木塑复合材料的表面装饰工艺复杂化、成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，以解决上述背景技术中提出的木塑复合材料表面装饰困难、工艺复杂、成本高等问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对木塑复合材料表面进行清洁平整处理，使其表面满足UV-喷墨3D打印的要求；
步骤二：将步骤一所述的木塑复合材料置于UV-喷墨3D打印机中，调整用于表面装饰的图案参数；
步骤三：使用步骤二所述的表面装饰图案，调整UV-喷墨3D打印机的打印参数，将树脂材料逐层打印于木塑复合材料表面，制备得到木塑复合材料表面UV-喷墨3D打印装饰。
优选地，步骤一所述木塑复合材料为聚丙烯木塑复合材料、聚乙烯木塑复合材料、聚乳酸木塑复合材料、聚氯乙烯木塑复合材料、聚苯乙烯木塑复合材料、聚丙烯酸酯木塑复合材料、环氧树脂木塑复合材料中的一种或其中几种的混合物。
优选地，步骤一所述清洁平整处理为打磨、上腻子、喷涂白色底漆中的一种或其中几种混合处理；所述UV-喷墨3D打印的要求为表面粗糙度在0.5-5mm。
优选地，步骤二所述UV-喷墨3D打印机为具有UV固化功能的3D打印机；所述图案参数为图像分辨率、图像大小、图像颜色中的一种或几种。
优选地，步骤三所述打印参数为打印分辨率、打印速度、UV波长、打印层厚中的一种或几种；所述树脂材料为树脂单体、低聚物的混合物。
优选地，所述打印分辨率为600-4800dpi；所述打印速度为0.05-1m/s；所述UV波长为360-400nm。
优选地，所述树脂单体为苯乙烯、丙烯酸羟乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或其中几种的混合物；所述低聚物为丙烯酸酯基树脂、环氧树脂、乙烯基醚树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或其中几种的混合物。
优选地，所述丙烯酸酯基树脂为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸脂、聚酯丙烯酸脂、聚醚丙烯酸脂中的一种或其中几种的混合物。
本发明所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法的工作原理为：首先对木塑复合材料表面进行清洁平整处理，使其满足UV-喷墨3D打印的要求；将木塑复合材料置于UV-喷墨3D打印机中，清洁平整面朝上，调节用于表面装饰的图案参数；调整UV-喷墨3D打印参数，将树脂材料逐层打印于木塑复合材料表面，最后制备得到木塑复合材料表面UV-喷墨3D打印表面装饰。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备木塑复合材料表面装饰的方法，其工艺简单、装饰效果明显，只需调整装饰图案参数和打印参数后，将树脂材料打印于木塑复合材料表面即可得到表面装饰的木塑复合材料。
(2)本发明制备得到木塑复合材料的表面装饰，其中装饰材料与木塑复合材料中的塑料同属于非极性材料，二者能够形成有效结合。所以，装饰层与木塑复合材料形成稳定牢固的结合。
(3)本发明制备的木塑复合材料表面装饰，制备成本低，装饰材料绿色环保，能够有效提高木塑复合材料的装饰性、环保性，进而促进木塑复合材料的高附加值应用。
具体实施方式
为更好地阐明本发明的技术特征和优点，下面将结合具体实施例进行详细阐述，以使本发明更容易的被同领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更明确的界定。
实施例1
本实施例所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：对聚乙烯木塑复合材料表面进行打磨处理，打磨后表面粗糙度为1mm；
步骤二：将步骤一所述的聚乙烯木塑复合材料置于UV-喷墨3D打印机中，调整用于表面装饰的图案的分辨率为1280×1040dpi，颜色为图案原色；
步骤三：使用步骤二所述的表面装饰图案，调整UV-喷墨3D打印机的打印分辨率为1280dpi，打印速度为0.1m/s，UV波长为385nm，将丙烯酸羟乙酯和环氧丙烯酸酯的混合物逐层打印于聚乙烯木塑复合材料表面，制备得到聚乙烯木塑复合材料表面UV-喷墨3D打印装饰。
实施例2
本实施例所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：对聚丙烯木塑复合材料表面进行打磨处理，打磨后表面粗糙度为1mm；
步骤二：将步骤一所述的聚丙烯木塑复合材料置于UV-喷墨3D打印机中，调整用于表面装饰的图案的分辨率为1280×1040dpi，颜色为图案原色；
步骤三：使用步骤二所述的表面装饰图案，调整UV-喷墨3D打印机的打印分辨率为1280dpi，打印速度为0.1m/s，UV波长为385nm，将丙烯酸羟乙酯和环氧丙烯酸酯的混合物逐层打印于聚丙烯木塑复合材料表面，制备得到聚丙烯木塑复合材料表面UV-喷墨3D打印装饰。
实施例3
本实施例所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：对聚氯乙烯木塑复合材料表面进行打磨处理，打磨后表面粗糙度为1mm；
步骤二：将步骤一所述的聚氯乙烯木塑复合材料置于UV-喷墨3D打印机中，调整用于表面装饰的图案的分辨率为1280×1040dpi，颜色为图案原色；
步骤三：使用步骤二所述的表面装饰图案，调整UV-喷墨3D打印机的打印分辨率为1280dpi，打印速度为0.1m/s，UV波长为385nm，将丙烯酸羟乙酯和环氧丙烯酸酯的混合物逐层打印于聚氯乙烯木塑复合材料表面，制备得到聚氯乙烯木塑复合材料表面UV-喷墨3D打印装饰。
实施例4
本实施例所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：对聚乳酸木塑复合材料表面进行打磨处理，打磨后表面粗糙度为1mm；
步骤二：将步骤一所述的聚乳酸木塑复合材料置于UV-喷墨3D打印机中，调整用于表面装饰的图案的分辨率为1280×1040dpi，颜色为图案原色；
步骤三：使用步骤二所述的表面装饰图案，调整UV-喷墨3D打印机的打印分辨率为1280dpi，打印速度为0.1m/s，UV波长为385nm，将丙烯酸羟乙酯和环氧丙烯酸酯的混合物逐层打印于聚乳酸木塑复合材料表面，制备得到聚乳酸木塑复合材料表面UV-喷墨3D打印装饰。
实施例5
本实施例所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：对聚丙烯酸酯木塑复合材料表面进行打磨处理，打磨后表面粗糙度为1mm；
步骤二：将步骤一所述的聚丙烯酸酯木塑复合材料置于UV-喷墨3D打印机中，调整用于表面装饰的图案的分辨率为1280×1040dpi，颜色为图案原色；
步骤三：使用步骤二所述的表面装饰图案，调整UV-喷墨3D打印机的打印分辨率为1280dpi，打印速度为0.1m/s，UV波长为385nm，将丙烯酸羟乙酯和环氧丙烯酸酯的混合物逐层打印于聚丙烯酸酯木塑复合材料表面，制备得到聚丙烯酸酯木塑复合材料表面UV-喷墨3D打印装饰。
实施例6
本实施例所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：对聚氯乙烯木塑复合材料表面进行打腻子处理，处理后表面粗糙度为2mm；
步骤二：将步骤一所述的聚氯乙烯木塑复合材料置于UV-喷墨3D打印机中，调整用于表面装饰的图案的分辨率为1280×1040dpi，颜色为图案原色；
步骤三：使用步骤二所述的表面装饰图案，调整UV-喷墨3D打印机的打印分辨率为1280dpi，打印速度为0.08m/s，UV波长为395nm，将苯乙烯和环氧丙烯酸酯的混合物逐层打印于聚氯乙烯木塑复合材料表面，制备得到聚氯乙烯木塑复合材料表面UV-喷墨3D打印装饰。
实施例7
本实施例所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：对聚乙烯木塑复合材料表面进行喷涂白色底漆处理，喷漆后表面粗糙度为0.5mm；
步骤二：将步骤一所述的聚乙烯木塑复合材料置于UV-喷墨3D打印机中，调整用于表面装饰的图案的分辨率为1280×1040dpi，颜色为图案原色；
步骤三：使用步骤二所述的表面装饰图案，调整UV-喷墨3D打印机的打印分辨率为1280dpi，打印速度为0.09m/s，UV波长为365nm，将苯乙烯和聚氨酯丙烯酸酯的混合物逐层打印于聚乙烯木塑复合材料表面，制备得到聚乙烯木塑复合材料表面UV-喷墨3D打印装饰。
实施例8
测试实施例1-7所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的硬度和附着力，测试结果如表1。
表1实施例1-7所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的硬度和附着力
| 实施例 | 附着力(级) | 硬度(H) |
| 实施例1 | 1 | 4 |
| 实施例2 | 1 | 5 |
| 实施例3 | 1 | 5 |
| 实施例4 | 1 | 4 |
| 实施例5 | 1 | 4 |
| 实施例6 | 1 | 5 |
| 实施例7 | 1 | 4 |
从表1可以看出，实施例1-7所述基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的硬度和附着力均满足国家家具漆膜附着力标准(≤2级)和国家家具漆膜硬度标准(≥2H)的基本要求，说明本发明所述的基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法不仅具有可行性，同时制备得到的表面装饰木塑复合材料还能够满足应用需求。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明并不局限于这些实施例，本领域的普通技术人员应当理解，任何不脱离很发明中心思想的推演或替换，都属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (8)
1.一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对木塑复合材料表面进行清洁平整处理，使其表面满足UV-喷墨3D打印的要求；
步骤二：将步骤一所述的木塑复合材料置于UV-喷墨3D打印机中，调整用于表面装饰的图案参数；
步骤三：使用步骤二所述的表面装饰图案，调整UV-喷墨3D打印机的打印参数，将树脂材料逐层打印于木塑复合材料表面，制备得到木塑复合材料表面UV-喷墨3D打印装饰。
2.根据权利要求1所述的一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，其特征在于，步骤一所述木塑复合材料为聚丙烯木塑复合材料、聚乙烯木塑复合材料、聚乳酸木塑复合材料、聚氯乙烯木塑复合材料、聚苯乙烯木塑复合材料、聚丙烯酸酯木塑复合材料、环氧树脂木塑复合材料中的一种或其中几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，其特征在于，步骤一所述清洁平整处理为打磨、上腻子、喷涂白色底漆中的一种或其中几种混合处理；所述UV-喷墨3D打印的要求为表面粗糙度在0.5-5mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，其特征在于，步骤二所述UV-喷墨3D打印机为具有UV固化功能的3D打印机；所述图案参数为图像分辨率、图像大小、图像颜色中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，其特征在于，步骤三所述打印参数为打印分辨率、打印速度、UV波长、打印层厚中的一种或几种；所述树脂材料为树脂单体、低聚物的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，其特征在于，所述打印分辨率为600-4800dpi；所述打印速度为0.05-1m/s；所述UV波长为360-400nm。
7.根据权利要求5所述的一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，其特征在于，所述树脂单体为苯乙烯、丙烯酸羟乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或其中几种的混合物；所述低聚物为丙烯酸酯基树脂、环氧树脂、乙烯基醚树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或其中几种的混合物。
8.根据权利要求7所述的一种基于UV-喷墨3D打印的木塑复合材料表面装饰的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯基树脂为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸脂、聚酯丙烯酸脂、聚醚丙烯酸脂中的一种或其中几种的混合物。
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