[發明專利]能自發紅光的3D打印材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810219109.2
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108407252B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 朱亞楠;逄增媛;沈修宇;葛明橋
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B29C48/00
• 分類號: B29C48/00;B29C48/05;B29C48/17;B29C48/92;C08L101/00;C08K3/22;C08J3/22;B33Y70/10
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 文瑩森;劉海

本發明涉及一種能自發紅光的3D打印材料的制備方法，其特征是，包括以下步驟：（1）制備光轉換劑/發紅光熒光材料復合物，進行粉碎得到粉體；（2）將干燥后的TPE母粒和光轉換劑/發紅光熒光材料復合物粉體進行預混，光轉換劑/發紅光熒光材料復合物粉體的質量添加比為20?30%，得到自發紅光的3D打印材料原料；（3）將自發紅光的3D打印材料原料烘干，采用雙螺桿擠出機熔融造粒制成紡絲發光母粒，螺桿溫度為180?220℃，螺桿轉速為200?600r/min；（4）將TPE母粒與紡絲發光母粒均勻混合，紡絲發光母粒添加質量百分數為10?20%，干燥后進行熔融制造，熔體溫度為220?240℃，經擠壓、牽伸制成自發紅光的3D打印材料。本發明能夠獲得分散性良好且具有長余輝自發紅光的3D打印材料。

技術領域

本發明涉及一種能自發紅光的3D打印材料的制備方法，屬于3D打印材料技術領域。

背景技術

3D打印技術（又稱 3D 快速成型技術或增材制造技術）是20世紀80年代后期開始逐漸興起的一項新型制造技術!它是指在計算機控制下，根據物體的計算機輔助設計（CAD）模型或者計算機斷層掃描（CT）數據，通過材料的3D 堆積，快速制造任意復雜形狀3D物體的新型數字化成型技術。其基本原理是“分層制造，逐層疊加”，將一個在計算機中通過輔助設計（CAD）或者斷層掃描（CT）完成的3D立體零件模型，沿空間某一坐標軸分割成特定厚度的剖面，然后通過打印設備一層一層打印出來，再將剖面粘結、融合，得到所需要的3D物體。

極受大眾歡迎 和關注的3D打印技術，由于打印材料緊缺和制備困難而導致的打印成本昂貴，嚴重影響3D打印技術的進一步市場化，這也讓制造商為之困惑。3D打印技術由于在空間立體模型的制作上具有得天獨厚的優勢，因此在材料的成型制造領域發展迅速，且在世界范圍內受到廣泛重視。英國著名的雜志《經濟學人》在 2012年4月發表專題報告中指出，3D打印技術將引領全球工業經歷第三次工業革命，與以往工業革命不同的是本次革命將對制造業產生前所未有的影響，同時美國的《時代》周刊也將3D打印列為該國十大增長最快的工業。近幾年來3D打印技術在國內外媒體、學術、金融等各界中也掀起此起彼伏的熱潮，各國的政府部門開始關注并規劃3D打印技術的發展綱要。現階段,以信息網絡世界與實體世界逐步相互融合為特征的新興產業革命正在崛起中。3D 打印技術作為機械自動化、材料科學、網絡與信息科技等技術發展到一定階段的產物，實現了數字化驅動的工業制造，催生了新的創造設計理念和商業運作模式以及人們的生產消費方式，成為新產業革命背景下的標志性技術。3D打印使用的材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料，人造骨粉、細胞生物原料、鋰離子微電池構架以及奶油等食品材料也在3D打印領域得到了應用。3D打印使用的材料類別十分廣泛，具有制作復合材料的基礎。

隨著科學技術的發展，單一性能的3D打印材料已經不能滿足人們日益增長的功能性3D打印材料的需求，而同時3D打印材料本身的功能性、安全性和環保性也越來越受到人們的重視。江蘇省作為科技大省引領著全國科技的發展，近年來，隨著我省工業的飛速發展，長余輝材料種類的豐富與性能的完善，自發紅光的3D打印材料應運而生并取得了一定的研究成果。自發紅光的3D打印材料是一種新型的功能性纖維材料，其科技含量高，在無光照時自身發出光。自發紅光的3D打印材料是以TPE（熱塑性彈性體）為基材，在制備過程中添加發光材料和助劑，采用熔融擠出方法制備而成的具有蓄光-發光功能的新型功能性3D打印材料。自發紅光的3D打印材料發光過程主要是吸收光能-光能貯存-光能釋放，當激發光照射到自發紅光的3D打印材料時，材料內部的發光材料吸收光能，稀土離子外層電子躍遷至激發態并將光能儲存起來；移去激發光源，電子躍遷至基態，將吸收的能量以光的形式釋放出來，產生發射光。生產所采用的發光材料為堿土鋁酸鹽長余輝發光材料，該發光材料具有優良的發光性能，且不具有放射性，對人體和環境不會產生危害。自發紅光的3D打印材料可用于各類日常生活、休閑娛樂及交通運輸等方面，為人類提供更加便利、豐富的生活條件。

發明內容