[發明專利]一種3D打印用核心材料

在審

• 申請號: 201410822928.8
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104710548A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 劉毓海
• 申請（專利權）人: 劉毓海
• 主分類號: C08F2/48
• 分類號: C08F2/48;C08F2/44;C08F122/20;C08F265/04;C08F122/14;C08K3/22;B33Y70/00
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 路永斌;劉冬梅

技術領域

本發明涉及材料化學領域，特別涉及一種3D打印用核心材料。

背景技術

3D打印被譽為顛覆傳統制造業的又一次工業革命。它的成型過程是：先由軟件設計出所需要的計算機三維曲面或實體模型，然后根據工藝要求，將其按一定的厚度進行分層，把原來的三維電子模型變成二維平面信息，再將分層后的數據進行一定的處理，輸入加工參數，產生數控代碼：在微機控制下，數控系統以平面加工方式有序地連續加工出每個薄層并使它們自動粘接成型。

3D打印技術在國內仍處于起步階段，生產成本高，無國產商業產品，目前國內廠家均從國外購買材料，不僅價格昂貴，其與我國生產的3D打印機存在流動性匹配和成型性匹配的問題，同時，現有3D打印材料也存在著強度不夠，著色性差的問題，因此亟待開發一種與我國生產的3D打印機流動性、成型性較為匹配，同時具有足夠強度和著色性的3D打印材料。

發明內容

為了克服上述問題，本發明人經銳意研究，結果發現，以光敏樹脂聚合物單體與光敏樹脂預聚體的混合物為基質，向其中加入光引發劑、終止劑、功能化納米粒子和顏色添加劑，混合后制得的3D打印材料解決了其流動性匹配和成型速度與3D打印機匹配的技術難題，同時解決了目前市售3D打印材料強度低、著色困難等問題，綜合改善了3D打印材料的強度、流動性和脫模性等性能，并降低了3D打印材料的成本。

本發明的目的在于提供以下幾方面：

第一方面，本發明提供3D打印用材料，其特征在于，所述材料由包括以下組分的原料制成，

光敏樹脂聚合物單體：其作為3D打印材料的基質；

光引發劑：其可在紫外光照射下引發聚合反應，完成光敏樹脂聚合物單體與預聚體的固化；

終止劑：其作用是調節光敏樹脂的強度與力學性能；

功能化納米粒子：其作用是完善3D打印產品的性能，使之應用于骨科、牙科等醫用領域；

顏色添加劑：其作用是滿足3D打印產品的外觀需求。

第二方面，本發明提供上述3D打印用材料，其特征在于，

所述光敏樹脂聚合物單體選自：環氧丙烯酸酯類化合物、甲基丙烯酸酯類化合物和丙烯酸聚氨酯類化合物；

所述光引發劑選自：苯偶姻及其衍生物、苯偶酰類化合物、烷基苯酮類化合物、酰基磷氧化物、二苯甲酮類化合物、硫雜蒽酮類化合物、鹽類化合物、金屬有機物類化合物和有機硅烷類化合物；

所述終止劑選自：醌類化合物、硝基化合物、亞硝基化合物、芳基多羥基化合物和含硫化合物；

所述功能化納米粒子選自：無機金屬氧化物顆粒、類骨無機納米粒子和仿生納米粒子；

所述顏色添加劑選自：有機顏料和無機顏料。

第三方面，本發明提供上述3D打印用材料，其特征在于，所述原料還包括：

光敏樹脂預聚物，其為通過將所述光敏樹脂聚合物單體進行預聚反應制得的聚合度為5～1000的聚合物；

交聯劑，其為蜜胺-甲醛交聯劑、氮丙啶類交聯劑、聚碳化二亞胺類交聯劑、多異氰酸類交聯劑、環氧烷類交聯劑、金屬離子交聯劑和環氧樹脂類交聯劑；

增溶劑，其為表面活性劑，包括陽離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑中至少一種，優選為，伯胺鹽表面活性劑、仲胺鹽表面活性劑、季銨鹽表面活性劑和叔胺鹽表面活性劑、雜環類表面活性劑、鎓鹽型表面活性劑、卵磷脂表面活性劑、氨基酸型表面活性劑、甜菜堿型表面活性劑、脂肪酸甘油酯表面活性劑、司盤系列表面活性劑和吐溫系列表面活性劑。

第四方面，本發明提供上述3D打印用材料，其特征在于，所述原料包括以下重量配比的組分，

第五方面，本發明提供上述3D打印用材料，其特征在于，所述原料中還包括以下重量配比的組分，

功能化納米粒子??????????????????????0.1～5重量份，

顏色添加劑??????????????????????????0～5重量份，

增溶劑??????????????????????????????0.1～5重量份。

第六方面，本發明提供上述3D打印用材料，其特征在于，所述功能化納米粒子的粒徑為1nm～100μm；其包括金屬氧化物顆粒、鹽類顆粒、含硅化合物顆粒和納米金屬粉末中的一種或多種。

第七方面，本發明提供上述3D打印用材料，其特征在于，