[发明专利]用于3D打印的复合树脂材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种用于3D打印的复合树脂材料，其采用包括下述物质的原料制成：聚乳酸、聚氨酯弹性体和有机溶剂；所述聚乳酸与聚氨酯弹性体的质量比为(5‑20)：1。本发明还提供了所述复合树脂材料的制备方法，包括下述步骤：将聚乳酸、聚氨酯与按需要添加的溶菌酶/碳纳米管溶液在有机溶剂中混合，除去溶剂，即可得到所述复合树脂材料。本发明的复合树脂材料具有耐热温度高、拉伸性能好等优点，其制备方法简单，所用原料来源广泛，均为生物可降解材料，绿色环保。

技术领域

本发明属于有机高分子材料合成领域，具体涉及一种用于3D打印的复 合树脂材料及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠 等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装 有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一 层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

1986年，Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。1993年，麻省理 工学院获3D印刷技术专利。1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得 唯一授权并开始开发3D打印机。2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印 机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。2010年11月，世界上第一辆由 3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。2011年7月，英国研究人员开发出 世界上第一台3D巧克力打印机。2011年8月，南安普敦大学的工程师们开 发出世界上第一架3D打印的飞机。2012年11月，苏格兰科学家利用人体细 胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。2013年10月，全球首次成功拍卖 一款名为“ONO之神”的3D打印艺术品。2013年11月，美国德克萨斯州奥 斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。 2017年4月7日，德国运动品牌阿迪达斯推出了全球首款鞋底3D打印制成的运动鞋，计划2018年开始批量生产，以应对快速变化的时尚潮流，生产更 多定制产品。

随着智能制造、控制技术、材料技术、信息技术等不断发展和提升，这些 技术也被广泛地综合应用于制造工业，3D打印技术必将会被推向一个更加广 阔的发展平台，因此，开发一种可用于3D打印的性能优异的复合树脂材料已 成为研究热点。

发明内容

本发明提供了一种用于3D打印的聚乳酸/聚氨酯弹性体复合树脂材料及 其制备方法和应用。现有技术中，主要通过熔融挤出法制备聚乳酸/聚氨酯弹 性体复合树脂材料，即通过加热使聚乳酸和聚氨酯弹性体熔化后在物理层面 上实现共混，但是制备过程中存在两种树脂材料混合程度较低的问题。本发 明通过在有机溶剂中使聚乳酸和聚氨酯弹性体同时溶解，促使两种树脂实现 均匀混合，最后再除去有机溶剂后制得聚乳酸/聚氨酯弹性体复合树脂材料， 其能有效发挥两种树脂材料的性能优势。

具体而言，本发明提供了如下技术方案：

一种用于3D打印的复合树脂材料，其采用包括下述物质的原料制成： 聚乳酸、聚氨酯弹性体和有机溶剂；所述聚乳酸与聚氨酯弹性体的质量比为 (5-20)：1。

优选的，上述复合树脂材料中，所述复合树脂材料是通过将聚乳酸与聚 氨酯弹性体在有机溶剂中混合，再进一步除去溶剂后得到。

优选的，上述复合树脂材料中，所述聚乳酸与聚氨酯弹性体的质量比为 (10-15)：1，优选为10-12:1。

优选的，上述复合树脂材料中，所述聚乳酸的分子量为30000-60000。

优选的，上述复合树脂材料中，所述聚氨酯弹性体的分子量为 25000-50000。

优选的，上述复合树脂材料中，所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、 六甲基磷酰三胺和乙腈中的一种或两种以上。