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一種3D打印食品包裝油墨及其制備方法與流程

文檔序號:11832377閱讀:619來源:國知局

本發(fā)明屬于3D打印材料技術領域,涉及一種3D打印食品包裝用的石膏材料,本發(fā)明還涉及該石膏材料的制備方法和使用方法。



背景技術:

隨著我國包裝工業(yè)的快速發(fā)展,包裝生產(chǎn)在促進國民經(jīng)濟建設、改善人民群眾物質(zhì)文化生活中的地位作用日益顯現(xiàn)。包裝產(chǎn)業(yè)作為一個獨立的行業(yè)體系,其發(fā)展已經(jīng)被列入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃。民以食為天,食品包裝的市場具有極大的潛力。

目前的食品包裝一般采用紙基或者鋁基或者PE等材質(zhì),這類包裝一方面阻隔效果不佳,導致食品容易腐敗,另一方面大部分材質(zhì)難以降解,很容易造成環(huán)境污染。

另外,目前的食品包裝大部分采用吹塑、擠出和壓制工藝制得基材后,還要經(jīng)過裁剪,熱風等工藝,因此,工藝相對復雜。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是提供一種3D打印食品包裝用石膏材料,解決目前食品包裝阻隔效果不佳,很容易造成環(huán)境污染的問題。

本發(fā)明所采用的技術方案是:

一種3D打印食品包裝油墨,由重量百分比的87~98%的基礎油墨、0.5~2.5%的緩凝劑和0~10%環(huán)氧樹脂組成。

所述的基礎油墨由重量百分比的以下組份組成,石膏粉:60%~91%,填料:2%~20%,改性劑:4%~18%,促凝劑:0.5%~5%,固化劑:1%~20%,顏料:0.1~0.5%;所述的石膏粉為直火順流煅燒法生產(chǎn)制作的α-半水石膏,其粒徑大小為1μm~150μm,抗壓強度≥25MPa;其生產(chǎn)工藝是:石膏原料經(jīng)過三級破碎,均化,得到粒徑10~20cm的石膏塊,在反應釜中加熱至55℃~60℃,排除產(chǎn)生的冷凝水后通入1.5~3.5MPa的飽和蒸汽,干燥5~6h,然后排走多余蒸汽;壓力0.3~0.5MPa,溫度150℃~160℃,干燥7~8h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;所述的填料為二氧化硅或納米碳化硅中的一種或兩種的混合物;所述的改性劑為聚醋酸乙烯酯、環(huán)氧樹脂和有機硅中的一種或任意幾種的混合物;所述的促凝劑為無水乙醇、乙酸乙酯和丙三醇中的一種或任意幾種的混合物;所述的固化劑為二乙烯三胺(DETA)、乙二胺和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)中的一種或任意幾種的混合物。

所述的緩凝劑為檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸、酒石酸鉀、丙烯酸、丙烯酸鈉、六偏磷酸鈉和骨膠中的一種或任意幾種的混合物。

優(yōu)選的緩凝劑為檸檬酸和檸檬酸鈉中的一種或兩種的混合物。

進一步優(yōu)先的緩凝劑為一水檸檬酸。

本發(fā)明還有關于該3D打印食品包裝油墨的制備方法:填料預處理:在研磨機中按配方加入固化劑和填料,轉速500~2000r/min,研磨4~12h;在攪拌器中按配方加入促凝劑,預處理填料和改性劑,混合均勻,50~57℃保溫3~6h后,按配方加入石膏粉和顏料,混合均勻,制得基礎油墨;基礎油墨中加入0.5~2.5%的緩凝劑和0~10%環(huán)氧樹脂,混合均勻,制得3D打印食品包裝油墨。

本發(fā)明還有關于該3D打印食品包裝油墨的使用方法:將質(zhì)量百分比50~60%的3D打印食品包裝油墨加入到40~50%的水中,充分攪拌,混合均勻,即可進行3D打印。

本發(fā)明的有益效果是:

(1)食品包裝成品強度高、分辨率高、打印誤差小、孔隙率小、表觀質(zhì)量好。

(2)一次成型,工藝簡單,成本低。

(3)本發(fā)明的3D打印食品包裝油墨,無污染,且該材料可以回收再加工后重復使用,更加環(huán)保。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明,但不用于限定本發(fā)明的技術方案。

實施例1

石膏原料經(jīng)過三級破碎,均化,得到粒徑10cm的石膏塊,在反應釜中加熱至55℃,排除產(chǎn)生的冷凝水后通入1.5MPa的飽和蒸汽,干燥6h,然后排走多余蒸汽;干燥3小時,壓力0.5MPa,溫度150℃,干燥8h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;

在研磨機中加入DETA10.0g和納米碳化硅155.0g,轉速500r/min,研磨12h;

在攪拌器中加入無水乙醇50.0g,經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物,環(huán)氧樹脂180.0g,混合均勻,50℃保溫6h后,按配方加入600.0g石膏粉,群青藍顏料5.0g,混合均勻,即得基礎油墨1000g。

875g基礎油墨中加入25g的檸檬酸和100g的環(huán)氧樹脂,混合均勻,制得3D打印食品包裝油墨1000g。

600g的3D打印食品包裝油墨加入到400g的水中,充分攪拌,混合均勻,即可進行3D打印。

實施例2

石膏原料經(jīng)過三級破碎,均化,得到粒徑20cm的石膏塊,在反應釜中加熱至60℃,排除產(chǎn)生的冷凝水后通入3.5MPa的飽和蒸汽,干燥5h,然后排走多余蒸汽;干燥2小時,壓力0.3MPa,溫度160℃,干燥7h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;

在研磨機中加入DETA200.0g和納米碳化硅20.0g,轉速2000r/min,研磨4h;

在攪拌器中加入無水乙醇5.0g,經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物,環(huán)氧樹脂40.0g,混合均勻,55℃保溫4.5h后,按配方加入732.0g石膏粉,孔雀藍顏料3.0g,混合均勻,得基礎油墨1000g。

895g基礎油墨中加入5g的檸檬酸和100g的環(huán)氧樹脂,混合均勻,制得3D打印食品包裝油墨1000g。

500g的3D打印食品包裝油墨加入到500g的水中,充分攪拌,混合均勻,即可進行3D打印。

實施例3

石膏原料經(jīng)過三級破碎,均化,得到粒徑15cm的石膏塊,在反應釜中加熱至57℃,排除產(chǎn)生的冷凝水后通入2.5MPa的飽和蒸汽,干燥5.5h,然后排走多余蒸汽;干燥2.5小時,壓力0.4MPa,溫度155℃,干燥7.5h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;

在研磨機中加入DETA5.0g和納米碳化硅20.0g,轉速1000r/min,研磨8h;

在攪拌器中加入無水乙醇5.0g,經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物,環(huán)氧樹脂40.0g,混合均勻,56℃保溫5h后,按配方加入927.5g石膏粉,偶氮紅顏料2.5g,混合均勻,即得基礎油墨1000g。

975g基礎油墨中加入25g的檸檬酸鈉,混合均勻,制得3D打印食品包裝油墨1000g。

520g的3D打印食品包裝油墨加入到480g的水中,充分攪拌,混合均勻,即可進行3D打印。

實施例4

石膏原料經(jīng)過三級破碎,均化,得到粒徑10cm的石膏塊,在反應釜中加熱至60℃,排除產(chǎn)生的冷凝水后通入3.0MPa的飽和蒸汽,干燥6h,然后排走多余蒸汽;干燥2小時,壓力0.5MPa,溫度150℃,干燥7h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;

在研磨機中加入DETA100.0g和納米碳化硅200.0g,轉速1250r/min,研磨10h;

在攪拌器中加入無水乙醇25.0g,經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物,環(huán)氧樹脂70.0g,混合均勻,57℃保溫3h后,按配方加入602.5g石膏粉,黃色氧化鐵顏料2.5g,混合均勻,得基礎油墨1000g。

930g基礎油墨中加入20g由12g酒石酸和8g骨膠混合制成的緩凝劑和50g的環(huán)氧樹脂,混合均勻,制得3D打印食品包裝油墨1000g。

500g的3D打印食品包裝油墨加入到500g的水中,充分攪拌,混合均勻,即可進行3D打印。

實施例5

石膏原料經(jīng)過三級破碎,均化,得到粒徑10cm的石膏塊,在反應釜中加熱至55℃,排除產(chǎn)生的冷凝水后通入1.5MPa的飽和蒸汽,干燥6h,然后排走多余蒸汽;干燥3小時,壓力0.5MPa,溫度150℃,干燥8h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;

在研磨機中加入DETA10.0g和超細二氧化硅粉155.0g,轉速500r/min,研磨12h;

在攪拌器中加入無水乙醇50.0g,經(jīng)過研磨的二氧化硅粉和DETA的混合物,丙三醇180.0g,混合均勻,50℃保溫6h后,按配方加入600.0g石膏粉,紅色氧化鐵顏料5.0g,混合均勻,得基礎油墨1000g。

975g基礎油墨中加入15g由10g檸檬酸鈉和5g丙烯酸混合制成的緩凝劑和10g的環(huán)氧樹脂,混合均勻,制得3D打印食品包裝油墨1000g。

550g的3D打印食品包裝油墨加入到450g的水中,充分攪拌,混合均勻,即可進行3D打印。

實施例6

石膏原料經(jīng)過三級破碎,均化,得到粒徑20cm的石膏塊,在反應釜中加熱至60℃,排除產(chǎn)生的冷凝水后通入3.5MPa的飽和蒸汽,干燥5h,然后排走多余蒸汽;干燥2小時,壓力0.3MPa,溫度160℃,干燥7h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;

在研磨機中加入乙二胺200.0g和納米碳化硅20.0g,轉速2000r/min,研磨4h;

在攪拌器中加入乙酸乙酯5.0g,經(jīng)過研磨的納米碳化硅和乙二胺的混合物,有機硅40.0g,混合均勻,55℃保溫4.5h后,按配方加入732.5g石膏粉,天津綠顏料2.5g,混合均勻,得基礎油墨1000g。

980g基礎油墨中加入10g由6g酒石酸鉀、4g丙烯酸鈉混合制成的緩凝劑和10g的環(huán)氧樹脂,混合均勻,制得3D打印食品包裝油墨1000g。

580g的3D打印食品包裝油墨加入到420g的水中,充分攪拌,混合均勻,即可進行3D打印。

實施例7

石膏原料經(jīng)過三級破碎,均化,得到粒徑15cm的石膏塊,在反應釜中加熱至57℃,排除產(chǎn)生的冷凝水后通入2.5MPa的飽和蒸汽,干燥5.5h,然后排走多余蒸汽;干燥2.5小時,壓力0.4MPa,溫度155℃,干燥7.5h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;

在研磨機中加入3-二乙胺基丙胺(DEAPA)5.0g和超細二氧化硅粉20.0g,轉速1000r/min,研磨8h;

在攪拌器中加入乙酸乙酯5.0g,經(jīng)過研磨的二氧化硅粉和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)的混合物,聚醋酸乙烯酯40.0g,混合均勻,56℃保溫5h后,按配方加入929.0g石膏粉,氧化鉻顏料1.0g,混合均勻,得基礎油墨1000g。

980g基礎油墨中加入20g由5g檸檬酸、3g酒石酸鉀、6g丙烯酸鈉3g六偏磷酸鈉和3g骨膠混合制成的緩凝劑,混合均勻,制得3D打印食品包裝油墨1000g。

540g的3D打印食品包裝油墨加入到460g的水中,充分攪拌,混合均勻,即可進行3D打印。

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