[发明专利]一种3D打印材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种3D打印材料及其制备方法。本发明的3D打印材料，异氰酸酯能够与聚酯多元醇发生聚合反应，生成含有NCO活性基团封端的聚氨酯聚合物。而异氰酸酯能够促进聚氨酯结晶，提高聚合物的结晶度，进而提高聚氨酯材料的初粘性能，使得制备得到的材料在3D打印过程中的截面层间初粘力得到提升。本发明的3D打印材料中，丙烯酸乙酯中含有的酯基极性基团和萜烯树脂能够提高材料的加工性能和粘结强度。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印材料及其制备方法。

背景技术

3D打印，又称作增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为第三次工业革命的核心技术。材料是3D打印的基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈。

目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了一个月。3D打印所用的这些原材料都是专门针对3D打印设备和工艺而研发的，与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。

工程塑料指被用作工业零价或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击下、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料，常见的有ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，简称ABS)类材料、PC(Polycarbonate，聚碳酸酯，简称PC)类材料、尼龙类材料等。ABS材料是FDM(FusedDeposition Modeling，熔融沉积造型，简称FDM)快速成型工艺常用的热塑性工程塑料，具有强度高、韧性好、耐冲击等优点，正常变形温度超过90℃，可进行机械加工(钻孔、攻螺纹)、喷漆及电镀。光敏树脂由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光引发剂，在一定波长的紫外光照射下能立刻引起聚合反应完成固化。光敏树脂一般为液态，可用于制作高强度、耐高温、防水材料。橡胶类材料具备多种级别弹性材料的特征，这些材料所具备的硬度、断裂伸长率、抗撕裂强度和拉伸强度，使其非常适合于要求防滑或柔软表面的应用领域，3D打印的橡胶类产品主要有消费类电子产品、医疗设备以及汽车内饰、轮胎、垫片等。金属材料方面，3D打印所使用的金属粉末一般要求纯净度高，球形度好，粒径分布窄，氧含量低，目前应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬隔绝、不锈钢和铝合金材料等。3D打印用的陶瓷粉末是陶瓷粉末和某一种粘结剂粉末所组成的混合物。

目前，FDM所使用的原料通常为热塑性高分子材料，包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯砜(PPSF)等，但这些材料或多或少都存在着收缩率较大、韧性差、力学性能差等问题，由于FDM采用逐层打印的方式，FDM打印原料存在的问题会直接导致FDM工艺得到的产品存在层间结合力小的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供一种3D打印材料。

本发明还提供上述3D打印材料的制备方法。

本发明的第一方面提供了一种3D打印材料，包括以下重量份计的制备原料：

异氰酸酯：40～60份，

聚酯多元醇：10～20份，

丙烯酸乙酯：10～15份，

萜烯树脂：5～10份，

增粘填料：5～15份，

稳定剂：0.5～1份。

根据本发明的一种实施方式，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和2，2，4-三甲基己烷二异氰酸酯中的至少一种。

根据本发明的一种实施方式，所述萜烯树脂选自α-萜烯树脂、β-萜烯树脂和萜烯酚醛树脂中的至少一种。