[发明专利]可重复使用的3D打印材料及其制备方法

说明书

本发明提供的是一种可重复使用的3D打印材料及其制备方法。由超分子聚合物基体，有机、无机填料，增塑剂，颜料等原料制成。其制备包括基体树脂的合成、混炼、挤出、冷去等过程。超分子聚合物基体基于四重氢键作用，选用不同聚合物作为中间链段，选用不同的制备方法，配合加入有机、无机填料，制备出一系列不同熔融温度与机械性能的聚合物材料，并可根据不同的要求进行设计。所得材料可以较低温度(35℃)熔融挤出成型，可适用于含有热敏感物质的模型的制备。打印后的模型可直接清洗后回收再次熔融成丝，有效避免原材料的浪费，节约使用成本，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及的是一种3D打印用材料，具体地说是一种基于四重氢键超分子聚合物的3D 打印用材料。本发明涉及的是一种3D打印用材料的制备方法。

背景技术

熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling，FDM)是指条带棒状热熔融性材料由供丝机构送进喷头，在喷头中加热到熔融态，经喷嘴挤出。熔融态的丝状材料被挤压出来，按照 CAD分层数据控制的路径挤压并沉积在指定的位置凝固成型，逐层沉积、凝固后形成整个三维产品。其操作过程工艺简单、易于操作且不产生垃圾、清洁、无有毒气体或化学物质的释放；原材料以卷轴丝的形式提供，易于搬运和快速更换；可选用多种材料，如ABS、PC、PPSF、浇铸用蜡、PLA等。

柔性材料是一种介于橡胶和热塑性塑料特性的高分子材料，具有橡胶和塑料的双重性和宽广特性，常温下具有橡胶的高弹性，在高温下又能塑化成型，且具备多种级别的柔性材料特征：类似橡胶的肖氏A级硬度、断裂伸长率、抗撕裂强度和拉伸强度，非常适合于要求防滑或柔软表面的应用领域，如衣物、鞋子、成人用品、电子器件、汽车配件、母婴用品、服饰配饰、按摩器材、运动用品、卫浴用品、包装容器、医疗器材、薄膜外壳、手柄包胶、餐具、儿童玩具等均有广泛的应用。

目前3D打印中所使用的耗材如PPSF、浇铸用蜡、PLA等基本都为硬质热塑性材料，无法满足生活和工业中的需求。为此开发出高柔、高弹性的耗材将大大提升3D打印的适用范围。传统工艺所使用的3D打印耗材均为高温熔融挤出塑料(挤出成型温度约为200℃)，不能应用于温度敏感模型的制备，如含有生物活性蛋白和组织细胞的组织修复模板，含有高温分解或高温氧化的物质的模板等。

超分子聚合物利用非共价键作用连接聚合单体而形成具有较大分子量聚合物线性或网状聚合物，同时具有一定的机械强度保证其可应用性。通过改变超分子聚合物的化学结构，可以制备出机械强度与熔融温度可控的聚合物材料，较大程度上满足多种应用的需求。由于超分子聚合物的特性，打印出的模型可以通过简单的熔融挤出成型再次回首利用，经济且环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调节熔融温度与机械性能的可重复使用的3D打印材料。本发明的目的还在于提供一种可重复使用的3D打印材料的制备方法。

本发明的可重复使用的3D打印材料由超分子聚合物基体，有机、无机填料，增塑剂，颜料组成。

本发明的可重复使用的3D打印材料还可哟包括：

1、所述的超分子聚合物基体基于四重氢键结构作为端基并选用不同聚合物作为中间链段，进一步的，所述四重氢键体系依据电子给体(D)和电子受体(A)的位置排布不同，二重氢键存在DADA和AADD两种缔合方式，是如下结构中的一个或多个，

其中代表氢键，R¹和R²由以下所述的一种或两种结构组成

1)C₁-C₂₀的直连或支链烷基；

2)C₆-C₁₂的芳香基；

3)C₇-C₁₂的烷芳基；