一种3D打印软质材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印软质材料的制备方法，包括以下步骤：将丙烯酸酯单体、引发剂、催化剂加入到水中，混合均匀，再加入二氧化硅气溶胶，经剪切搅拌均匀，降温至低温静置，再减压蒸发得到浓缩物；将浓缩物与海藻酸钠混合得到混料；将二元乙丙橡胶溶于溶剂中，得到二元乙丙橡胶溶液；将混料与二元乙丙橡胶溶液预冷后分别加入到入料口中，3D打印机在基材表面将混料与二元乙丙橡胶溶液分别从喷嘴挤出，按照成型物质的三维立体数据，在紫外光辐照下进行3D成型打印，得到3D打印软质材料。本发明专利技术将丙烯酸酯单体聚合理论应用于3D打印技术，制备一种适合于3D打印技术的软质材料，丰富了3D打印材料的种类，扩大3D打印材料的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印软质材料的制备方法
本专利技术涉及3D打印领域，具体涉及一种3D打印软质材料的制备方法。
技术介绍
增材制造技术，又名3D打印技术，是一种通过CAD设计数据采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除技术，是一种“自下而上”材料累加的制造方法。增材制造技术不需要传统刀具、夹具及多道加工工序，利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成型，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。目前常用的3D打印成型材料有：热塑性树脂材料、热固性树脂材料、陶瓷材料、合金材料、金属材料、复合材料。通常的3D打印产品为硬化产品，软质产品稀少，这主要是由于软质材料的3D成型易造成成型困难、产品精度差、机械强度差等问题。而随着3D打印技术的发展，目前针对3D打印软质材料的需求也在不断增加。中国专利CN201610306034.2公开了一种高弹性3D打印材料，以TPE、环烷油、PP、发泡微球、分散润滑剂、增韧剂、稳定剂、抗氧化剂为原料。但是该专利未公开上述原料应用于3D打印技术的具体方法，不能从公开资料中得到上述原料应用于3D打印技术可以制得高弹性材料。因此，需要提供一种适合3D打印的软质材料及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种3D打印软质材料的制备方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种3D打印软质材料的制备方法，包括以下步骤：步骤A1，将10份丙烯酸酯单体、0.05份～0.1份引发剂、0.1份～0.15份催化剂加入到5份～20份水中，混合均匀，再加入2份～6份二氧化硅气溶胶，经剪切搅拌均匀，降温至低温，静置2h～6h，再减压蒸发，得到浓缩物；步骤A2，将步骤A1得到的浓缩物与海藻酸钠以质量比为100：1～4混合，得到混料；步骤A3，将10份二元乙丙橡胶溶于15份～20份溶剂中，得到二元乙丙橡胶溶液；步骤A4，将步骤A2得到的混料与步骤A3得到的二元乙丙橡胶溶液预冷后分别加入到3D打印机的两个入料口中，3D打印机在基材表面将混料与二元乙丙橡胶溶液分别从喷嘴挤出，按照成型物质的三维立体数据，在紫外光辐照下进行3D成型打印，得到3D打印软质材料。进一步地，步骤A1中，丙烯酸酯单体包括：丙烯酸羟乙酯、乙二醇双丙烯酸酯、一缩二丙二醇双丙烯酸酯、二缩三丙二醇三丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的任一种。进一步地，步骤A1中，引发剂包括：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、二苯基乙酮、双苯甲酰基苯基氧化膦中的任一种。进一步地，步骤A1中，催化剂包括：过渡金属配合物催化剂或有机锡催化剂。进一步地，步骤A1中，低温为1℃～5℃。进一步地，步骤A1中，浓缩物的粘度为：900mPa·s～3500mPa·s。进一步地，步骤A1中，二氧化硅气溶胶加入时还可以添加着色剂、改性剂、助粘剂中的任一种或几种。进一步地，步骤A3中，溶剂包括：苯、二甲苯、白油、环己烷中的任一种。进一步地，步骤A4中，预冷的温度为：1℃～3℃。进一步地，步骤A4中，3D成型打印的工艺参数为：喷嘴挤出速率为20mm/s～30mm/s，3D打印速率为0.15mm/s～0.3mm/s，3D打印温度为60℃～80℃。本专利技术的优点是：1.本专利技术将丙烯酸酯单体聚合理论应用于3D打印技术，制备一种适合于3D打印技术的软质材料，丰富了3D打印材料的种类，扩大3D打印材料的应用范围；2.本专利技术将二氧化硅气溶胶加入到丙烯酸酯单体溶液中，提高了丙烯酸酯单体溶液的粘度，并且由于二氧化硅气溶胶的多孔性质，增大了丙烯酸酯单体与二氧化硅气溶胶的结合性；3.本专利技术将海藻酸钠加入到含有丙烯酸酯单体和二氧化硅气溶胶的浓缩物中，进一步提高了浓缩物的粘度和稳定性，有利于提高3D打印软质材料的产品品质；4.本专利技术采用3D打印技术手段，将二元乙丙橡胶溶液与混料分别加入到3D打印机的喷嘴中，在进行3D打印时，二者同时喷出至基材表面上，在紫外线辐照下进行交联、聚合，制备得到一种适合复杂形状制备的软质材料，丰富3D打印材料的种类，使得软质复杂形状产品也可以应用3D打印技术来实现。具体实施方式以下对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1一种3D打印软质材料的制备方法，包括以下步骤：步骤A1，将100g丙烯酸羟乙酯、0.5g2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1g二茂铁加入到5份水中，混合均匀，再加入20g二氧化硅气溶胶，经剪切搅拌均匀，降温至1℃，静置2h，再减压蒸发，得到粘度为900mPa·s的浓缩物；步骤A2，将步骤A1得到的浓缩物与海藻酸钠以质量比为100：1混合，得到混料；步骤A3，将100g二元乙丙橡胶溶于150g苯中，得到二元乙丙橡胶溶液；步骤A4，将步骤A2得到的混料与步骤A3得到的二元乙丙橡胶溶液在1℃下预冷后分别加入到3D打印机的两个入料口中，3D打印机在基材表面将混料与二元乙丙橡胶溶液分别从喷嘴挤出，按照成型物质的三维立体数据，在紫外光辐照下进行3D成型打印，喷嘴挤出速率为20mm/s，3D打印速率为0.15mm/s，3D打印温度为60℃，得到3D打印软质材料。实施例2一种3D打印软质材料的制备方法，包括以下步骤：步骤A1，将100g乙二醇双丙烯酸酯、1g1-羟基环己基苯基甲酮、1.5g份二丁基锡二月桂酸酯加入到200g水中，混合均匀，再加入60g二氧化硅气溶胶，经剪切搅拌均匀，降温至5℃，静置6h，再减压蒸发，得到粘度为3500mPa·s的浓缩物；二氧化硅气溶胶加入时还可以添加2g着色剂：靛蓝；步骤A2，将步骤A1得到的浓缩物与海藻酸钠以质量比为100：4混合，得到混料；步骤A3，将100g二元乙丙橡胶溶于200g二甲苯中，得到二元乙丙橡胶溶液；步骤A4，将步骤A2得到的混料与步骤A3得到的二元乙丙橡胶溶液在3℃下预冷后分别加入到3D打印机的两个入料口中，3D打印机在基材表面将混料与二元乙丙橡胶溶液分别从喷嘴挤出，按照成型物质的三维立体数据，在紫外光辐照下进行3D成型打印，喷嘴挤出速率为30mm/s，3D打印速率为0.3mm/s，3D打印温度为80℃，得到3D打印软质材料。实施例3一种3D打印软质材料的制备方法，包括以下步骤：步骤A1，将100g一缩二丙二醇双丙烯酸酯、0.8g2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、1.2g三苯基膦氯化铑加入到12份水中，混合均匀，再加入40g二氧化硅气溶胶，经剪切搅拌均匀，降温至3℃，静置4h，再减压蒸发，得到粘度为2200mPa·s的浓缩物；二氧化硅气溶胶加入时还可以添加1g聚邻苯二甲酸一缩二乙二醇酯二醇：步骤A2，将步骤A1得到的浓缩物与海藻酸钠以质量比为100：2.5混合，得到混料；步骤A3，将100g二元乙丙橡胶溶于180g白油中，得到二元乙丙橡胶溶液；步骤A4，将步骤A2得到的混料与步骤A3得到的二元乙丙橡胶溶液在2℃下预冷后分别加入到3D打印机的两个入料口中，3D打印机在基材表面将混料与二元乙丙橡胶溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印软质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A1，将10份丙烯酸酯单体、0.05份～0.1份引发剂、0.1份～0.15份催化剂加入到5份～20份水中，混合均匀，再加入2份～6份二氧化硅气溶胶，经剪切搅拌均匀，降温至低温，静置2h～6h，再减压蒸发，得到浓缩物；步骤A2，将步骤A1得到的浓缩物与海藻酸钠以质量比为100：1～4混合，得到混料；步骤A3，将10份二元乙丙橡胶溶于15份～20份溶剂中，得到二元乙丙橡胶溶液；步骤A4，将步骤A2得到的混料与步骤A3得到的二元乙丙橡胶溶液预冷后分别加入到3D打印机的两个入料口中，3D打印机在基材表面将混料与二元乙丙橡胶溶液分别从喷嘴挤出，按照成型物质的三维立体数据，在紫外光辐照下进行3D成型打印，得到3D打印软质材料。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印软质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A1，将10份丙烯酸酯单体、0.05份～0.1份引发剂、0.1份～0.15份催化剂加入到5份～20份水中，混合均匀，再加入2份～6份二氧化硅气溶胶，经剪切搅拌均匀，降温至低温，静置2h～6h，再减压蒸发，得到浓缩物；步骤A2，将步骤A1得到的浓缩物与海藻酸钠以质量比为100：1～4混合，得到混料；步骤A3，将10份二元乙丙橡胶溶于15份～20份溶剂中，得到二元乙丙橡胶溶液；步骤A4，将步骤A2得到的混料与步骤A3得到的二元乙丙橡胶溶液预冷后分别加入到3D打印机的两个入料口中，3D打印机在基材表面将混料与二元乙丙橡胶溶液分别从喷嘴挤出，按照成型物质的三维立体数据，在紫外光辐照下进行3D成型打印，得到3D打印软质材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述丙烯酸酯单体包括：丙烯酸羟乙酯、乙二醇双丙烯酸酯、一缩二丙二醇双丙烯酸酯、二缩三丙二醇三丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的任一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述引发剂包括：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗颖渊，
申请(专利权)人：杭州科技职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33