[发明专利]用于3D打印的光固化材料

说明书

本发明提供了一种用于3D打印的光固化材料，其按重量百分比包含：光固化低聚物20‑40wt％、活性稀释剂5‑30wt％、光引发剂0.1‑1wt％、触变促进剂1‑10wt％、改性碳纳米管/磷硅酸钙复合粉体20‑50wt％。本发明的光固化材料能顺利实现SLA/DLP原理的3D打印工艺，制作的产品具有0.1～0.2％的低体积收缩率，机械强度高，韧性好，拉伸强度100～120MPa，弯曲强度在120～130MPa，断裂伸长15～20％，户外耐候性测试六个月，机械性能指标保持在98～100％，可以作为终端产品材料使用。

技术领域

本发明涉及3D打印材料，具体涉及一种用于3D打印的光固化材料。

背景技术

3D打印是借助于计算机辅助设计与控制，将液体(粉末)材料通过层层叠加的方式来制造固体三维物体的成型方法，该技术发展至今，以立体光刻(SLA)和数字光处理技术(DLP)成型精度最好。SLA/DLP 3D成型技术所用材料均为液体光固化树脂，在特定波长的光能量下辐射固化，液体光敏树脂变成固体交联结构，材料本质上属于热固性塑胶材料，且具有比传统热固性交联结构材料更高的交联密度，具有硬而脆的天然缺陷，耐疲劳性能差，抗老化性能差，无法应用于终端产品。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于3D打印的光固化材料，该光固化材料具有特有的触变性，触变性赋予其具有适用于3D打印工艺的特性，经光固化成型后的产品，具有收缩率小、耐高温性、耐磨性、耐久性以及其他相应的性能，可用于军工、航天、汽车、生物医疗、电子电路等领域。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于3D打印的光固化材料，按重量百分比，包含：

进一步地，所述改性碳纳米管/磷硅酸钙复合粉体的制备方法包括以下步骤：1)将硝酸钙、摩尔浓度为0.1-1mol/L的硅酸钠溶液、摩尔浓度为0.1-1mol/L的磷酸氢二胺溶液和改性碳纳米管依次投入反应釜中，重量比为1:10:10:0.1；2)启动反应釜的搅拌装置，计量器以0.5L/min的速度滴加氨水，保持溶液的pH为8-9，并继续搅拌16-17小时，然后过滤去除滤液，并依次用去离子水和无水乙醇充分洗涤残余固体，滤干后再真空100℃烘干，得到胚料；3)将所述胚料放入真空炉中，真空度1Mpa，600-700℃锻烧2-2.5小时，自然冷却后研磨，得到改性碳纳米管/磷硅酸钙复合粉体。

进一步地，所述改性碳纳米管/磷硅酸钙复合粉体粒径为1-

5μm。

进一步地，所述改性碳纳米管的制备方法为：1)将碳纳米管浸入浓硝酸中加热10h，温度150℃，过滤，去离子水洗涤至pH为6-7，100℃真空干燥3h，自然冷却，研磨后得到氧化碳纳米管；2)将所述氧化碳纳米管加入到乙醇溶液中，再滴加3-胺丙基三乙氧基硅烷，80℃下搅拌2-5h，经Φ0.45μm聚四氟乙烯膜过滤，无水乙醇洗涤，120℃真空干燥，得到改性碳纳米管。

进一步地，所述光固化低聚物包括聚丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或者组合。

进一步地，所述活性稀释剂为二环戊二烯甲基丙烯酸酯、四氢呋喃甲基丙烯酸酯、二苯氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸己内酯、环三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、(丙氧化)新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。

进一步地，所述光引发剂为安息香、苯乙酮、联苯酰缩酮、蒽醌、三苯基膦、苯甲酰基氧化膦、双酰基氧化膦、苯甲酮、噻吨酮、氧杂蒽酮、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、喹喔啉衍生物、1-苯基-1,2-丙二酮-2-O-苯甲酰肟、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-丙基)酮、1-氨基苯酮和1-羟基苯酮中的至少一种。