[发明专利]一种高强度3D打印材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高强度3D打印材料及其制备方法和应用。所述高强度3D打印材料包括以下重量份数的组分：聚乙烯90‑100份、有机硅树脂12‑17份、ATMP 7‑14份、联乙酰一肟13‑16份、水解聚马来酸酐5‑17份、丙酸乙烯酯10‑18份、四羟甲基硫酸磷7‑13份。本发明的高强度3D打印材料通过原料复配发挥了协同作用，使得材料具有优异的机械强度，抗冲击性能、拉伸强度、抗低温性能均得到提高，可广泛用于3D打印技术领域；且原料少，制备工艺简单，有利于生产加工，具有一定的社会价值和经济价值。

技术领域

本发明涉及一种3D打印材料，具体是一种高强度3D打印材料及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它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，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

但是传统的3D打印材料的强度性能较差，不能满足特殊工件的高强度性能要求，使其使用范围受限。因此，本发明提供一种高强度3D打印材料及其制备方法和应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度3D打印材料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高强度3D打印材料，所述高强度3D打印材料包括以下重量份数的组分：聚乙烯90-100份、有机硅树脂12-17份、ATMP 7-14份、联乙酰一肟13-16份、水解聚马来酸酐5-17份、丙酸乙烯酯10-18份、四羟甲基硫酸磷7-13份。

作为本发明进一步的方案：所述高强度3D打印材料包括以下重量份数的组分：聚乙烯92-96份、有机硅树脂13-16份、ATMP 8-12份、联乙酰一肟14-16份、水解聚马来酸酐7-12份、丙酸乙烯酯12-16份、四羟甲基硫酸磷9-12份。

作为本发明进一步的方案：所述高强度3D打印材料包括以下重量份数的组分：聚乙烯95份、有机硅树脂14份、ATMP 10份、联乙酰一肟15份、水解聚马来酸酐10份、丙酸乙烯酯13份、四羟甲基硫酸磷10份。

一种高强度3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水解聚马来酸酐和四羟甲基硫酸磷加入反应釜中，加入15-30份的水，在65-78℃下搅拌反应1-2h，搅拌速度为150-300r/min；

(2)将ATMP和联乙酰一肟加入上述反应釜中，加入3-7份的65％的乙醇溶液，在60-75℃下搅拌反应25-40min，搅拌速度为300-500r/min；

(3)将丙酸乙烯酯加入上述反应釜中，在65-80℃下搅拌反应1-2h，搅拌速度为400-600r/min；

(4)将有机硅树脂和聚乙烯加入上述反应釜中，在80-95℃下搅拌反应15-25min，搅拌速度为200-300r/min；然后升温至115-125℃下搅拌反应10-20min，搅拌速度为100-200r/min；然后升温至130-155℃下搅拌反应1-3h，搅拌速度为300-500r/min；

(5)将上述所得物通过挤出机挤出，即得成品。

作为本发明进一步的方案：步骤(4)将有机硅树脂和聚乙烯加入上述反应釜中，在85℃下搅拌反应20min，搅拌速度为250r/min；然后升温至120℃下搅拌反应14min，搅拌速度为160r/min；然后升温至135℃下搅拌反应2h，搅拌速度为400r/min。