[发明专利]湿气热双重固化的直写式3D打印介质、制备方法及应用

说明书

本发明提供一种湿气热双重固化的直写式3D打印介质、制备方法及应用，该直写式3D打印介质的的固化方式为先湿气预固化，再加热全固化，制备方法为混合含碳双键的聚硅氧烷、含氢聚硅氧烷、增粘剂、铂金催化剂阻聚剂以及无机纳米填料得到第一混合料；升温所述第一混合料保持第一时长，得到第二混合料；降温所述第二混合料，混合所述第二混合料和铂金催化剂得到第三混合料；在惰性气体氛围下，将聚醚多元醇、小分子多元醇加入反应器混合均匀升温并真空脱泡，加入异氰酸酯与异氰酸酯阻聚剂，加入异氰酸酯催化剂搅拌得到第六混合料；所述第三混合料和所述第六混合料混合后依次进行真空脱泡、加压过滤，可适用于高宽比大于0.5的线条打印的直写式3D打印。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，特别涉及一种湿气热双重固化的直写式3D打印介质、制备方法及应用。

背景技术

3D打印作为一类新型的精密加工制造技术，其特点在于该类技术在制造过程中采用从无到有的顺序增材制造工艺，而传统的工艺采取的往往是逐渐减去多余材料从有到无的减材制造工艺。与传统的制造工艺相比，增材制造的3D打印技术具有更高的灵活性和实用性。其中，目前较为常见的3D打印技术有:熔融沉积((FDM)、立体光固化(DLP、CLIP或PolyJet)、选择性激光烧结(SLA、SLS)和三维打印成型(3DP)等，然而这些3D打印技术均无法使用硅胶类介质材料进行精密结构的打印。

直写式打印(direct ink writing，DIW)作为一种新兴3D打印技术，该技术通过从打印喷嘴中挤出具有剪切变稀性质的半固态墨水材料,并将墨水层层堆叠后构筑出预先设计的三维结构，目前已广泛应用在电子器件、结构材料、组织工程以及软机器人等领域，该类技术能够很好地契合硅胶类介质材料，对产品进行相应的精密加工。

现有技术也有研究硅胶类打印介质的技术，比如CN105643939B和CN107674429A分别公开了一种3D打印硅胶及其打印方法，然而其采用的是单组份的硅胶材料，存在储存周期短、打印时容易因为增粘、凝胶或颗粒粗大导致打印喷头堵塞的风险。CN106313505A和CN107638231A公开了一种双组份混合硅胶3D打印机及其打印方法,其并无公开双组份混合硅胶的具体技术细节，且采用的环形加热片在打印时温度高达100-400℃，如此高温容易导致打印喷头因内部硅胶的高温凝胶而堵塞。另外，目前市面上常见的湿气热双重固化的复合材料，也均存在喷头处快速固化而导致的喷头堵塞的问题。

总结而言，目前市面上并无能很好适配于直写式3D打印的硅胶复合材料，进而限制了3D打印技术的市场推广和应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种湿气热双重固化的直写式3D打印介质、制备方法及应用，该复合打印介质兼备高粘度和高稳定性，同时结合湿气固化和高温固化的双重功效，可适用于微米级别线条的高精度打印。

为实现以上目的，第一实施例，本方案提供一种湿气热双重固化的直写式3D打印介质，所述直写式3D打印介质的粘度为200～1000Pa·s，在室温下存放超30天粘度变化值≤10％，固化后的邵氏硬度在30A以上，其固化方式为先湿气预固化，再加热全固化。

其中在25℃时的锥入度均为120-280×0.1mm。

其中正常的空气湿度在50％或以上就可以保证打印的材料能够有很好的保形性，从而保证在热固化的情况下，而不会出现流平或者坍塌的现象。