[发明专利]一种热熔反应型聚氨酯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种热熔反应型聚氨酯材料及其制备方法和应用，涉及聚氨酯材料技术领域。本发明提供的聚氨酯材料，由包括以下质量份数的原料经聚合反应制备得到：异氰酸酯10～30份、聚酯多元醇30～70份、丙烯酸树脂10～25份、增粘树脂10～25份、催化剂0.01～1份和酸性稳定剂0.01～1份。本发明制得的热熔反应型聚氨酯材料具有含NCO官能团封端、不易开裂、收缩率低、韧性好、力学性能优异和耐候性佳的特点，用作3D打印材料可增强3D打印制品的横向截面粘附力，解决FDM工艺得到的制品中存在的截面与垂直的方向强度小的技术问题。

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料技术领域，尤其是涉及一种热熔反应型聚氨酯材料及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，采用分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来生成三维实体的技术。与传统的“去除型”制造不同的是：传统的数控制造一般是在原材料的基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等方法，去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品；而3D打印技术则是直接根据计算机图形数据，将三维实体分解为若干个二维平面，再通过逐层增加材料的方法生成所需形状的物体，因此又称为“增材制造”(AM，Additive Manufacturing)技术。3D打印技术在制造过程中不需要复杂的成型工艺，不需要原胚和模具，亦不需要众多的人力，从而简化了产品的制造程序，缩短了产品的研制周期，提高了生产效率并降低了成本，使得产品制造更加智能化、精准化、高效化。

3D打印技术包括熔融沉积成型技术(FMD)、选择性激光烧结技术(SLS)、光固化成型技术(SLA)、分层实体制造技术(LOM)和数字光处理技术(DLP)等。其中，FDM因其在成型材料和成本价格等方面的优势，已成为3D打印技术中最有市场前景的一种工艺。

FDM所使用的原料通常为热塑性高分子材料，包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯砜(PPSF)等，但这些材料或多或少都存在着收缩率较大、韧性差、力学性能差等问题，由于FDM采用逐层打印的方式，FDM打印原料存在的问题会直接导致FDM工艺得到的制品存在截面与垂直的方向强度较小的技术缺陷。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种热熔反应型聚氨酯材料及其制备方法和应用。本发明提供的热熔反应型聚氨酯材料用作3D打印材料，能够解决FDM工艺得到的制品中存在的截面与垂直的方向强度小的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种热熔反应型聚氨酯材料，由包括以下质量份数的原料经聚合反应制备得到：

异氰酸酯10～30份、聚酯多元醇30～70份、丙烯酸树脂10～25份、增粘树脂10～25份、催化剂0.01～1份和酸性稳定剂0.01～1份。

优选地，所述异氰酸酯包括二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、液化MDI和多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种。

优选地，所述增粘树脂包括萜烯树脂、氢化石油树脂、松香树脂和萜烯酚醛树脂中的一种或多种。

优选地，所述酸性稳定剂包括磷酸、苯甲酸和柠檬酸中的一种或多种。

优选地，所述原料还包括聚醚多元醇、扩链剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂中的一种或多种。

本发明还提供上述技术方案所述热熔反应型聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚酯多元醇、丙烯酸树脂、增粘树脂和酸性稳定剂混合干燥，得到干燥混合料；

(2)在保护气氛下，将所述干燥混合料和异氰酸酯混合进行预聚合反应，得到预聚合反应产物；