[发明专利]一种用于3D打印的糊状聚合物材料及制备方法

说明书

本发明涉及3D打印材料领域，公开了一种用于3D打印的糊状聚合物材料及制备方法。包括如下制备过程：（1）将饱和脂肪酸与蓖麻油酸酯硫酸钠混合制得复配混合物；（2）将复配混合物包覆于氨化胶性陶土表面，制得改性的氨化胶性陶土；（3）按照以下重量份混合：改性的氨化胶性陶土3~6份、增塑糊12~20份、聚合物细粉74~85份，球磨改性后即得糊状的、具有一定流动性和塑性的3D打印材料。本发明制得的糊状聚合物材料与普通3D打印膏状材料相比，触变性能和流变稳定性能好，用于3D打印是，流动性好，固化时间短，所得打印制件强度高、精度高，可广泛用于3D打印技术领域。

技术领域

本发明涉及3D打印材料领域，公开了一种用于3D打印的糊状聚合物材料及制备方法。

背景技术

3D打印是增材制造技术的一种形式，在增材制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机相对于其他的增材制造技术而言，具有速度快，价格便宜，高易用性等优点，适合于新产品开发、快速单件及小批量零件制造、复杂形状零件的制造、模具的设计与制造等，也适合于难加工材料的制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。因此，3D打印产业受到了国内外越来越广泛的关注。

3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。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打印领域得到了应用，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。

以粉末形式逐层来构建对象的3D打印技术，为了使粉末保持良好的流动性，一般要求粉末要具有高球形度；同时具有氧及其他杂质含量低、粒度均匀可控、致密性好、结合强度高等特点，对粉末性质要求严格；丝状材料对流动性能和韧性要求高；近来研究将将聚合物、溶剂和任选的助剂混合得到膏状物，但存在挥发较慢，粘结效果较差等问题。因此，因现有形态的打印材料均存在一定局限，新形态的3D打印材料成为了重要的研究课题。

中国发明专利申请号201610288204.9公开了一种无机有机复配改性快固材料，该材料的制备步骤如下：（1）球磨：粉体球磨造粒，将原材料利用球磨机进行球磨；（2）分级：将上述步骤（1）获得的粉体颗粒烘干后进行分级；（3）混配：将步骤（2）中分级获得的500~800目粉体颗粒：800~1000目粉体颗粒：1000目粉体颗粒以下按质量比2~3：3~5：2~5比例混配，同时加入有机改性剂，在混粉机中搅拌2~3小时，混匀烘干后获得本发明产品。此发明中的材料具有颗粒细腻、白度高、流动性好、固化时间短、固化强度高的优势，同时，此发明中的原材料丰富易得，工艺路线简单，材料性能兼具细度与流动性要求，非常适合包括3D打印技术在内的模型制造工艺。

中国发明专利申请号201611106435.X公开了一种膏状快速成型的3D打印材料，由以下重量份的原料构成：胶凝材料15重量份~20重量份，石膏10重量份~15重量份，填料35重量份~40重量份，颜料1重量份~5重量份，减水剂0.05重量份~0.2重量份，纤维素醚0.2重量份~0.3重量份，早强剂1重量份~3重量份，消泡剂0.02重量份~0.1重量份，胶粉2重量份~4重量份；与现有技术相比，此发明具有如下的有益效果：达到了在3D没有出料打印之前既有一定的存放成膏状时间，从3D打印头挤出在出料后能够快速的干燥并固化成型，使膏状材料不至于塌落而无法完成堆积、叠加而形成高强度、高附着力的3D打印效果。

根据上述，现有方案中的3D打印材料中粉末材料对球形度、颗粒均匀性、致密性和结合强度要求高，生产工艺复杂成本高，而现有的膏状材料挥发速度慢，固化时间长，触变性和流变性较差，打印制品的强度和精度差，本发明提出了一种用于3D打印的糊状聚合物材料及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容

目前应用较广的3D打印粉末材料对球形度、颗粒均匀性、致密性和结合强度要求高，生产工艺复杂成本高，而现有的膏状材料存在挥发速度慢，固化时间长，触变性和流变性较差，打印制品的强度和精度差等问题。