[发明专利]一种用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料及制备方法

权利要求书

1.一种用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料的制备方法，其特征在于，制备磺酸基共聚凝胶的前躯体，在凝胶形成过程中加入碳酸钙晶须，得到的复合凝胶与聚合物粉末、低熔点热敏蜡与MS胶的固化剂混合物、液体增粘剂混合，制得用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料，制备的具体步骤如下：

（1）将乙二醇溶于水，加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸-2-羟基丙酯，通入氮气10~15min，然后加入引发剂，加热至68~72℃，共聚15~18min得到磺酸基共聚凝胶的前躯体；其中：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸25~32重量份、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯18.5~24重量份、引发剂0.5~1重量份、乙二醇15~20重量份、水23~41重量份；

（2）在步骤（1）制得的磺酸基共聚凝胶的前躯体中加入交联剂和碳酸钙晶须，降温至55~60℃，继续聚合3~5min，随着凝胶的生成将晶须负载于其中，制得含碳酸钙晶须的磺酸基共聚凝胶；其中：磺酸基共聚凝胶的前躯体63~71重量份、交联剂1~2重量份、碳酸钙晶须28~35重量份；

（3）将步骤（2）制得的含碳酸钙晶须的磺酸基共聚凝胶与聚合物粉末、低熔点热敏蜡与MS胶的固化剂混合物、液体增粘剂在高速混合机中进行分散混合20~30min，制得用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料；其中：含碳酸钙晶须的磺酸基共聚凝胶30~40重量份、聚合物粉末40~54重量份、低熔点热敏蜡与MS胶的固化剂混合物15~18重量份、液体增粘剂1~2重量份。

2.根据权利要求1所述一种用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述引发剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的至少一种。

3.根据权利要求1所述一种用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述交联剂为N，N-二甲基丙烯酰胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺中的至少一种。

4.根据权利要求1所述一种用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述碳酸钙晶须的直径为0.5~1.2μm，长度为20~40μm，水分含量不大于0.2%。

5.根据权利要求1所述一种用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述聚合物粉末为聚乙烯粉末、聚丙烯粉末、聚碳酸酯粉末、聚酰胺粉末中的至少一种。

6.根据权利要求1所述一种用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述低熔点热敏蜡为熔点为40-60℃的石蜡或聚乙烯蜡。

7.根据权利要求1所述一种用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述MS胶的固化剂为乙二胺、己二胺、氨乙基乙醇胺、三甲基六亚甲基二胺中的至少一种。

8.根据权利要求1所述一种用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述低熔点热敏蜡与MS胶的固化剂混合物中，低熔点热敏蜡与MS胶的固化剂的质量比为10:1~15:1。

9.根据权利要求1所述一种用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述液体增粘剂为月桂酸二乙醇酰胺、椰油酸二乙醇酰胺、月桂基硫酸盐中的至少一种。

10.权利要求1~9任一项所述制备方法制备得到的用于3D打印的高强速凝聚合物膏状材料。