[发明专利]双组份3D打印用聚脲材料以及3D打印聚脲制品的方法

说明书

本发明提供一种双组份3D打印用聚脲材料以及3D打印聚脲制品的方法，包括A、B组份；A组份为氨基封端的聚醚、聚酯、聚烯烃中的一种或几种混合物，或者为侧链含有氨基的聚醚、聚酯、聚烯烃中的一种或几种混合物；B组份由含异氰酸酯基团的化合物和含封端异氰酸酯的化合物组成，二者质量比例为3:1到1:4之间。所述的A、B组份经泵送制打印腔体混合，通过压力挤出打印，采用激光固化，循环重复此操作直至打印完成。本发明实现直写3D打印，可以打印出具有特殊复杂结构的聚脲制品，打印制品的Z方向上的强度可以达到XY平面的85％以上，可以获得机械性能不同的制品，包括弹性体，热固性树脂等，打印制品的透明度可调节，打印制品可以用于制备减震鞋底、儿童玩具、工艺品等。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种双组份3D打印用聚脲材料以及3D打印聚脲制品的方法。

背景技术

聚脲是由异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质。分为纯聚脲和半聚脲，他们的性能都是不一样的，聚脲的最基本的特性就是防腐、防水、耐磨等。聚脲防护涂料无溶剂、无污染，且在物料表面能快速成型，形成整体致密、连续无接缝的高强度、高弹性涂层，具有良好的耐磨抗冲击性能和耐海洋气候老化性能。现有一种聚脲防护涂料由高活性端氨基聚醚和多元胺扩链剂组成的R组份与多异氰酸酯预聚体组成的A组份反应制备而成，由于氨基与NC0基团间的反应速度非常快，因此成膜速度过快，导致涂层与基材之间的结合力及涂层之间的附着力较差，甚至出现不连续的涂层等缺陷，且给施工带来诸多困难。

聚脲最常用的加工方法为喷涂法，此方法适用于在各种基底上制备保护涂层。此外反应挤出成型法也可以用于聚脲的喷涂施工。目前关于聚脲3D打印技术的报道较少，一般为光固化3D技术。

近年来聚脲在军用器材减振、吸声阻尼领域也有着广泛的应用。利用3D打印技术构筑具有特殊结构的聚脲材料，可以提高其减振、吸声阻尼等性能，进一步提升其在军事领域的应用，具有重要意义。

申请号：2019107906039提供一种光敏树脂及一种3D打印聚脲的方法，所述光敏树脂包括含有脲键的且官能度大于等于2的丙烯酸酯齐聚物；所述含有脲键的且双键官能度大于等于2的丙烯酸酯齐聚物由官能度大于等于2的异氰酸酯基封端的化合物和含有氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯化合物反应得到。本发明还提供了一种3D打印聚脲的方法。本发明提供的光敏树脂在光固化或3D打印形成聚合物之后，聚合物的分子结构、交联密度等网络结构特征可以经过特定的后处理进行改变，从而其热、力学性能也能通过后处理进行调整。该专利采用光固化技术进行3D打印，打印制品表面单体清除困难，环境污染严重，可打印单体种类有限，不适用于常用的双组份聚脲固化技术。

CN 113166355A提供双组份聚氨酯组合物的3D打印方法，包括如下步骤：-提供可泵送的第一组分A，所述第一组分A包含：至少一种多元醇，所述多元醇的OH官能度在1.5至4的范围内并且平均分子量(数均)Mn在250至15000g/mol的范围内，和优选至少一种二元醇，所述二元醇具有两个通过C2-至C9-碳链连接的羟基，和至少一种化合物T，所述化合物T具有至少一个巯基；-在连续混合器的混合区域中供入可泵送的第二组分B，其中所述第二组分B包含至少一种多异氰酸酯I；-其中两种组分A和B之一还包含至少一种用于羟基和异氰酸酯基团的反应的金属催化剂，所述金属催化剂可以形成含硫配合物，并且至少一种化合物T的所有巯基与至少一种金属催化剂的所有金属原子的摩尔比介于1:1和250:1之间。该方法打印的是聚氨酯的体系，需要有金属催化剂调节AB组份固化速率，金属催化剂对打印制品的性能影响较大，打印产品中含有硫元素，容易发生变黄降解。