[发明专利]一种3D打印材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种3D打印材料的制备方法，属于环保新材料技术领域。本发明取α，α‑二甲氧基苯偶酰缩酮、双酚A型环氧丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯混合，得到混合物A；取三芳基硅氧醚、环氧化聚丁二烯树脂和三甘醇二乙烯基醚混合，得到混合物B；取二正丁基氧化锡、甲苯、三羟甲基丙烷混合后磁力搅拌均匀，升温，待装置冷却，滴加二硫化碳，除去甲苯，得到反应液，用正己烷洗涤反应液；将洗涤后的反应液用甲苯加热溶解，抽真空干燥后得到膨胀单体；取混合物A、混合物B、膨胀单体、正硅酸乙酯、纳米二氧化钛和玻璃纤维混合，抽真空得到3D打印材料。本发明所制备的3D打印材料固化速度快、固化体积收缩小，具有良好的机械性能以及耐热性。

技术领域

本发明涉及一种3D打印材料的制备方法，属于环保新材料技术领域。

背景技术

随着经济的全球化，现代化市场竞争将越来越激烈，产品的生产速度必然会影响到产品在市场中的竞争力。目前的快速成型技术在发达国家应用面非常广，而类似于三维快速成型打印技术等新型技术也逐渐发展开来，该技术可在生产速度、生产效率、生产成本、成型种类、运行和操作技术、材料种类以及一些复杂形状设计等方面有很大优势，具有广阔的发展前景，十几年来，SL技术在设备应用、软件开发和制作工艺等方面取得了很大的进步。

光固化快速成型技术(光固化成形系统，SLA)是最广泛使用的，用于快速成型技术的发展前景最好，技术最成熟的。其制件具有极高的精度，以及良好的表面质量，具有较高的原料利用率是SLA技术最主要的特点，它能制造外形复杂的、特殊形状的空心零件以及相当精密的手饰和艺术品等。随着SL技术的应用领域不断扩大，对SL快速成形材料的市场要求也迅速提高。光敏树脂是SL技术应用发展的关键技术，其研究和开发对SL技术来讲占有至关重要的地位。

目前，所研发的光敏树脂主要存在的问题是固化成形件硬度低、耐热性不好、机械性能差，所以国内使用的绝大部分材料都依赖进口，但进口材料昂贵，导致生产成本不断增加，这成为制约3D打印快速成型取得重大进步和应用的关键因素。对于上述问题，主要有两种解决方法：一是调节树脂体系的组分以及各成分的配方达到要求，二是向树脂体系中添加一种填料来提高其各方面性能。粒子材料以及高性能芳纶纤维材料因具有优异的物理化学性能而引起研究者的高度重视，具有很广阔的应用前景和发展潜力。尤其是具备很高力学性能的氧化石墨烯和硅藻土以及芳纶纤维可以用作增强填料添入光敏树脂基体中以提升光敏树脂原料的力学性能。

目前，国内3D打印用光敏树脂材料由于成形件硬度低、耐热性不好、机械性能差等原因阻碍了SL技术的发展速度。光固化成形材料的优点是固化速度快、材料利用率高、对环境污染小和成形周期非常短等，但仍有许多不足之处，有待进一步的研究，如透敏度差，形成表面质量差，硬度低，韧性低，耐热性不好，这些缺陷固化使形成部分不能作为功能部件直接使用固化，使其应用范围大大缩小。科研人员试图通过改进材料组成中的各种物质的配方来提高它的各种性能，但这往往是以一种性能的降低换来另一种性能提高。因此，要同时提高材料的强度、耐热性和韧性，传统的的做法是难以实现的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现今开发出来的3D打印树脂材料机械性能低，耐热性差的问题，提出了一种3D打印材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）取α，α-二甲氧基苯偶酰缩酮、双酚A型环氧丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯搅拌均匀，得到混合物A；

（2）取三芳基硅氧醚、环氧化聚丁二烯树脂和三甘醇二乙烯基醚搅拌均匀，得到混合物B；

（3）取二正丁基氧化锡、甲苯、三羟甲基丙烷混合后磁力搅拌均匀，升温至120℃反应12h；

（4）停止加热，待装置冷却至30℃后，滴加二硫化碳，再升温至100℃搅拌回流反应12h；

（5）减压蒸馏处理除去甲苯，得到反应液，用正己烷多次洗涤反应液；