[发明专利]一种3D打印材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印材料，其特征在于，以重量份数计，材料包括：硫酸钙45‑65份，超细碳酸钙40‑60份，粘结料15‑25份，氧化物粉末5‑15份，减水剂1‑3份，润滑剂1‑5份，防腐剂1‑3份，助剂1‑3份。本发明的3D打印材料中所有的原料廉价易得，大大降低了模型制造的生产成本，绿色环保，且通过本发明配方制备出的材料打印出来的成型件强度高、韧性好、耐热、耐冲击强度高。

技术领域

本发明属于打印材料领域，具体地，涉及一种3D打印材料及其制备方法。

背景技术

3D打印技术又称增材制造技术，该技术的制造原理是利用三维CAD 数据，通过快速成型机，用喷头喷出粘结剂，从而可选择性地将粉末材料粘结成二维截面，然后根据计算机设计程序而重复此过程，通过层层堆积，最终得到所需的三维实体原型产品。

3D打印技术由于采用粉末材料，不需要制作支承，同时由于不存在切削等加工手段，从而极大地降低了原料损耗，对于成本控制具有重要意义。此外，由于采用了层堆积的方式，而具有工作过程无污染、成型速度快、精度控制高等诸多优点，不但可以制作概念模型，而且可以制作产品模型。目前3D打印技术被广泛应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些传统依赖的精细加工工艺。但现今适用于3D打印技术的材料种类较少，一定程度上限制了最终产品的使用范围，且一些材料生产成本高，不环保，采用一些材料制备出的成型件强度、韧性、耐热强度都不够。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种3D打印材料及其制备方法，其目的在于降低了模型制造的生产成本，并且保证材料的绿色环保。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种3D打印材料，以重量份数计，所述材料包括：硫酸钙45-65份，超细碳酸钙40-60份，粘结料15-25份，氧化物粉末5-15份，减水剂1-3份，润滑剂1-5份，防腐剂1-3份，助剂1-3份。

优选地，所述粘结料包括热固性弹性体和热塑性弹性体，所述热固性弹性体和热塑性弹性体的重量比为1：2～1：3，所述热固性弹性体为丁苯橡胶、丁基橡胶、溴化丁基橡胶、氯醚橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、氟硅橡胶、氯磺化聚乙烯和氢化丁睛橡胶中的任意一种或多种；所述热塑性弹性体为聚氨酯类热塑性弹性体、聚烯烃热塑性弹性体、热塑性聚酯弹性体、苯乙烯共聚物热塑性弹性体中的任意一种或多种。

优选地，所述粘结料包括热固性弹性体和热塑性弹性体，所述热固性弹性体和热塑性弹性体的重量组成比为1：2～1：3，所述热固性弹性体为聚丙烯酸酯橡胶和/或氯磺化聚乙烯，所述热塑性弹性体为苯乙烯共聚物热塑性弹性体。

优选地，所述氧化物粉末为氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化锗、氧化锶、氧化钡中的任意一种或多种。

优选地，所述减水剂为脂肪族减水剂、萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂中的任意一种或多种。

优选地，所述润滑剂为复合润滑剂，所述助剂为石英砂、二硫化钼、聚丁二酸己二酸丁二醇共聚酯、硅酸锂中的任意一种或多种，所述防腐剂为亚硝酸钠或硝酸锶。

优选地，所述润滑剂为由石墨、卵磷脂和硫化锑组成。

按照本发明的另一方面，提供了一种3D打印材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将粘结料加入到溶剂中，搅拌，得到溶液；所述溶剂为水、乙醇、乙酸乙酯、丙酮中的任意一种或多种；

(2)向所述溶液中加入氧化物粉末，继续搅拌，得到浆液；

(3)真空干燥所述浆液，除去溶剂，得到粉末；

(4)将所述粉末与硫酸钙、超细碳酸钙、减水剂、润滑剂、防腐剂、助剂一起研磨，过100-300目筛。