[發明專利]一種3D打印用呋喃樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 201711018807.8
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107778491B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 戴旭;朱文英;王進興;王文浩
• 申請（專利權）人: 蘇州興業材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C08G16/02
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

本發明公開了一種3D打印用呋喃樹脂的制備方法，將糠醇、單寧酸和酸性催化劑在一定條件下縮聚并脫水，然后用環氧植物油在弱堿性條件下改性縮聚物，最后加入溶劑糠醇和其它添加劑。該樹脂應用范圍廣，具有粘度低、固化速度快、強度高和環保友好等特點。

技術領域

本發明屬于有機化學技術領域，具體涉及一種3D打印環用呋喃樹脂的制備方法。

背景技術

作為無模鑄造技術核心的3D打印技術又稱快速原型制造(Rapid PrototypingManufacturing，RPM)，其誕生于20世紀80年代后期，是基于材料堆積法的一種快速成形技術，也稱為增材制造。在鑄造中已經有一些應用，主要是用在快速制造砂型和直接打印金屬產品兩方面，在缺陷修補(挽救)方面也有一定的應用。

傳統的鑄造工藝，模樣、芯盒等模具的設計和加工制造是一個多環節的復雜過程，其加工方式受制于模具的復雜程度，使得產品的研發和定型周期變長且成本提高。目前，配套3D砂型打印鑄造用的粘結劑體系要求極高：樹脂要求粘度極低，20℃條件下，樹脂粘度小于15mpa.s，要求流動性好，快速硬化，打印結束后快速起模。世界各國利用3D打印技術制造工業大型鑄模普遍存在速度和精度方面等缺陷。由于受制于國內3D試驗機的研制情況以及國外商業化設備進行材料研究存在的技術限制，國內3D材料的研究尚處于初級水平，可用于3D砂型打印的粘結劑更是寥寥。因此，開發可用于砂型鑄造的3D打印粘結劑就成為一種必然。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術之不足，提供一種具有良好使用適應性及高再生性的可用于3D打印的環保型呋喃樹脂的制備方法。

為了解決現有技術存在的缺陷，本發明提供的技術方案是：

一種3D打印用呋喃樹脂的制備方法，其包括如下步驟：

(1)將糠醇、單寧酸和酸性催化劑按質量比100：5～20：0.05～0.5加入到反應釜中，控制體系pH在3.0～4.5，反應溫度在100～150℃之間，保溫攪拌反應2～5h；保溫在60～100℃，真空度-0.09～-0.05MPa條件下減壓脫水至含水率在0.5％以下，得到單寧酸糠醇預聚物、糠醇和單寧酸的混合物；

(2)將步驟(1)所得的含單寧酸糠醇預聚液的混合物，和弱堿性催化劑按質量比100：0.5～10加入到反應釜中，控制反應溫度80～150℃，然后分批加入環氧植物油，其總量為單寧酸糠醇預聚液質量的50％～150％，加入完畢后，繼續在100～150℃范圍內保溫反應，直至20℃測粘度達到40Pa.s停止反應；

(3)將步驟(2)所得基樹脂，溶劑糠醇及添加劑按質量比50～100：100～300：5～20混合，制得3D打印用呋喃樹脂。

更優選的，一種3D打印用呋喃樹脂的制備方法，其包括如下步驟：

(1)單寧酸糠醇預聚物處理：將糠醇、單寧酸和酸性催化劑按質量比100：5～20：0.05～0.5加入到反應釜中，控制體系pH在3.0～4.5，反應溫度在100～150℃之間，保溫攪拌反應2～5h；保溫在60～100℃，真空度-0.09～-0.05MPa條件下減壓脫水至含水率在0.5％以下，得到單寧酸糠醇預聚物、糠醇和單寧酸的混合物；

(2)環氧植物油改性單寧酸糠醇預聚物處理：將步驟(1)所得的單寧酸糠醇預聚液，弱堿性催化劑按質量比100：0.5～10加入到反應釜中，控制反應溫度80～150℃，分批加入環氧植物油，其總量為單寧酸糠醇預聚液質量的50％～150％，加入完畢后，繼續在100～150℃范圍內保溫反應，直至20℃測粘度達到40Pa.s停止反應；

(3)混料處理：將步驟(2)所得基樹脂，溶劑糠醇及少量添加劑按質量比50～100：100～300：5～20混合，從而制得上述環保呋喃樹脂。