[发明专利]一种3D打印用粘结剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种3D打印用粘结剂，按重量份包括5～15份高分子聚合物、45～80份溶剂A、5～25份溶剂B、3～20份溶剂C、0.01～3份酸；所述溶剂A为水；所述溶剂B为醇类溶剂、卤代烃类溶剂、硝基烷烃类溶剂中的至少一种；所述溶剂C为醇醚类溶剂。所述3D打印用粘结剂的制备步骤包括：将高分子聚合物加入溶剂A中，搅拌，升温，继续搅拌至高分子聚合物完全溶解；加入溶剂B，搅拌，加入溶剂C，继续搅拌；加入酸，搅拌，制得所述3D打印用粘结剂。所述3D打印用粘结剂具有制备简单、成本低、粘接强度高、储存稳定、储存时间长的优点，在粉末材料3D打印过程中，无需和固化剂配合使用，就可发生单组分交联固化。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印用粘结剂及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印技术属于快速成型技术中的一种，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、无机材料或塑料等可粘接材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制作模型，现在用于一些产品的直接制造。目前在铸造、工业设计、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、医疗、教育等领域有广泛的应用。

3D打印用粘结剂作为3D打印技术中最重要的辅助材料，需要有制备简单、成本低、粘接强度高、储存稳定等特点，以便于其推广应用。另外，目前使用的大部分粘结剂需使用固化剂方可固化，在生产使用过程中操作较复杂。近些年来，越来越多的粉末材料如金属粉末、陶瓷粉末等应用于3D打印，现有粘结剂大部分无法满足粉末材料的3D打印需求，因而发明一种满足粉末打印的粘结剂对于推进粉末材料3D打印的研究发展具有重要意义。

发明内容

本发明克服了现有技术中3D打印用粘结剂制备方法复杂、粘结剂价格高、粘接强度低、储存不稳定、储存期短、需粘结剂和固化剂双组分固化的问题，提供了一种满足3D打印粉末粘接使用的粘结剂，所述粘结剂具有制备简单、成本低、粘接强度高、储存稳定、储存时间长、单组分固化等优点，可满足金属、陶瓷、高分子等粉末材料的3D打印粘接使用。

本发明的技术方案是：

一种3D打印用粘结剂，原料按重量份，包括5～15份高分子聚合物，45～80份溶剂A，5～25份溶剂B，3～20份溶剂C，0.01～3份酸；所述溶剂A为水；所述溶剂B为醇类溶剂、卤代烃类溶剂、硝基烷烃类溶剂中的一种或多种；所述溶剂C为醇醚类溶剂。

进一步的，所述高分子聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均相对分子质量≤60000。

进一步的，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均相对分子质量优选为≤40000。

进一步的，所述水优选为去离子水；

进一步的，所述去离子水最优选为PH≤7.5，电导率≤125μm/cm。

进一步的，所述溶剂B优选为醇类溶剂。

进一步的，所述醇类溶剂包括一元醇、二元醇中的至少一种。

进一步的，所述醇类溶剂优选为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇中的至少一种。

进一步的，所述醇类溶剂最优选为1,2-丙二醇、乙二醇中的至少一种。

进一步的，所述卤代烃类溶剂包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、三氯乙烷、二氯乙烷中的至少一种。

进一步的，所述卤代烃类溶剂优选为氯仿、四氯化碳中的至少一种。

进一步的，所述硝基烷烃类溶剂包括硝基甲烷、硝基乙烷中的至少一种。

进一步的，所述醇醚类溶剂包括乙二醇一甲醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇甲醚、乙二醇一乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、1,2-丙二醇-1-丁醚中的至少一种。