[发明专利]一种用于快速固化3D打印的聚合物膏状材料及制备方法

说明书

本发明提供了一种用于快速固化3D打印的聚合物膏状材料及制备方法。将松香树脂溶于无水乙醇后加入气相二氧化硅和分散剂，进行超声分散得到触变性凝胶网络结构的松香树脂‑气相二氧化硅复合材料，加入古马隆树脂和聚合物粉末，在胶体磨中进行研磨后即得用于快速固化3D打印的聚合物膏状材料。该方法通过松香树脂和气相二氧化硅形成触变性凝胶网络结构，确保了制得的3D打印材料在常温稳定地以膏状形态保存，同时松香树脂的速凝效果确保了打印制品的快速固化，打印精度和打印效率高，并且制备过程简单，制备成本和使用成本低，可推广应用。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体涉及3D打印膏状材料，特别是涉及一种用于快速固化3D打印的聚合物膏状材料及制备方法。

背景技术

3D打印，是根据所设计的3D模型，通过3D打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术，这种逐层堆积成形技术又被称作增材制造。与传统制造技术相比，3D打印在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源，3D打印产业受到了国内外越来越广泛的关注，将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。3D材料是3D打印的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈，因此对3D打印材料的研究和应用是3D打印技术发展的关键课题。

3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否有更 广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料。常规的3D打印材料为聚合物粉末，在进行 3D打印成型的方法的缺点在于需要有特定的辅助设备以及高于熔点的温度，这无疑增加了制造的成本。目前研究开发出一种新型的膏状物的3D打印成型，该膏状物是将聚合物、溶剂和任选的助剂混合制得，在进行3D打印时，其中在前一层的溶剂挥发后再打印上一层，但固化速度较慢，影响打印效果。3D打印材料的固化速度直接影响制品的打印效率和打印精度，因此对快速固化3D打印材料的研究是目前3D打印行业发展的重要内容。

中国发明专利申请号201611106435.X公开了一种膏状快速成型的3D打印材料，由以下重量份的原料构成：胶凝材料15重量份~20重量份，石膏10重量份~15重量份，填料35重量份~40重量份，颜料1重量份~5重量份，减水剂0.05重量份~0.2重量份，纤维素醚0.2重量份~0.3重量份，早强剂1重量份~3重量份，消泡剂0.02重量份~0.1重量份，胶粉2重量份~4重量份；与现有技术相比，此发明具有如下的有益效果：达到了在3D没有出料打印之前既有一定的存放成膏状时间，从3D打印头挤出在出料后能够快速的干燥并固化成型，使膏状材料不至于塌落而无法完成堆积、叠加而形成高强度、高附着力的3D打印效果。

中国发明专利申请号201610231243.5公开了一种新型热固性3D打印材料，此种材料是以热固性树脂为基体材料，由A、B两组分组成；A组分由液态基体树脂、稀释剂、增韧剂、填料、脱泡剂和颜料组成，B组分由固化剂或交联剂、脱泡剂和填料组成；将A组分、B组分分别物化成细小的雾滴，然后达到雾状混合效果，最后沉降到打印层，实现薄层打印；由于快速固化，打印时能达到层层堆砌不流淌；可以对最终产品进行中温后固化，提高强度。由此种热固性3D打印材料打印的产品表面光滑，强度高。

中国发明专利申请号201610231242.0公开了一种用于喷射式3D打印机快速固化的3D打印材料，3D打印材料包括A溶液和B溶液，A溶液与B溶液的质量比为3∶1~5∶1；A溶液是由脲醛树脂、质量浓度为30~40％硅溶胶和三质量浓度40~60％三聚氰胺树脂水溶液按质量比2∶1∶1在40~60℃条件下充分搅拌混合生成的质量浓度为45~85％的聚硅胺溶树脂溶液；B溶液是由质量浓度为4％~10％的氯化钙水溶液和质量浓度为1％~2％的过硫酸铵水溶液按2∶1常温混合而成。此发明提供一种打印出的产品强度较好、精度较高的用于喷射式3D打印机快速固化的3D打印材料。