[发明专利]一种3D打印材料及3D打印方法

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印材料及打印方法，该材料包括如下重量份的原料：聚氨酯丙烯酸树脂50‑80份、活性稀释剂10‑20份、光引发剂1‑2份、流平剂0.5‑1份、润湿剂0.5‑1份及硬脂酸铝1‑3份。本发明的目的在于提供一种3D打印材料及打印方法，解决了光聚合3D打印效率低下的问题。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印材料及打印方法。

背景技术

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

目前的3D打印技术根据成型方式，存在多种流派，其中光聚合打印则是通过紫外光或激光照射光硬化树脂，使得光硬化树脂固化后形成固化层，再由多个固化层层叠后得到需要打印的产品。由于现有的光硬化树脂存在流平性差、粘稠度高等特性，导致光聚合打印的设备在光硬化树脂形成固化层后需要使用刮刀将其表面整平，否则将影响后续固化层的成型效果。目前的方法是通过在光硬化树脂固化后通过刮刀扫过固化层对固化层进行整平，但刮刀的移动速度太慢，导致打印的效率过低。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种3D打印材料及3D打印方法，解决了光聚合3D打印效率低下的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种3D打印材料，所述3D打印材料包括如下重量份的原料：

该3D打印材料，以聚氨酯丙烯酸树脂为主体树脂，加入活性稀释剂、光引发剂、流平剂、润湿剂和硬脂酸铝等助剂，在保证其光固化以及力学性能的同时，提高3D打印材料的流动性，大大降低了3D打印材料的粘稠度。其中，本发明特定的聚氨酯丙烯酸树脂、流平剂、润湿剂和硬脂酸铝的协同作用下，降低了3D打印材料的表面张力，且流动性更好，特别适用于3D打印产品以提高其表面光洁度和平整度。

优选的，所述聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤：

(R1)、在氮气环境下，按重量份向50份四氢呋喃溶剂中加入80-100份二苯基甲烷二异氰酸酯和0.01-0.1份全氟聚醚二元醇，在50-60℃条件下边搅拌边加入3-5份扩链剂，持续反应22-30min，得到反应物；

(R2)、按重量份向所述反应物中边搅拌边加入3-5份含0.5-1wt％对苯二酚的甲基丙烯酸羟乙酯溶液，反应1-2h，再在500-800rpm转速下搅拌30-60min，得到聚氨酯丙烯酸树脂。

采用上述制备方法制得的聚氨酯丙烯酸树脂，其中，步骤(R1)中，加入0.01-0.1份全氟聚醚二元醇，反应中引入了有机氟，步骤(R2)中，在500-800rpm转速下搅拌30-60min，使小部分分子链段断裂，两者协同作用，使制得的聚氨酯丙烯酸树脂既保留有传统聚氨酯丙烯酸树脂的光学性能和力学性能，更具有优异的流动性和低表面能。

优选的，所述扩链剂是由PEG-200和PEG-1000按重量比5-8:1-2混合而成。

采用上述技术方案，提高3D打印材料整体硬度和柔韧性能，而且使聚氨酯丙烯酸树脂的分子量保持在较低范围，有助于提高3D打印材料的流动性。

优选的，所述步骤(R1)中，边搅拌边加入扩链剂的搅拌转速为50-100rpm；所述步骤(R2)中，边搅拌边加入甲基丙烯酸羟乙酯溶液的搅拌转速为50-100rpm；促进其反应，同时避免对分子链段的破坏。

优选的，所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和/或丙烯酸月桂酯。