[發(fā)明專利]一種3D打印高負(fù)泊松比交織結(jié)構(gòu)的防護(hù)材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910098857.4
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109825087B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖學(xué)良;胡雨潔;方鎂淇;賀燕;賀錄祥;王鴻鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08F291/02;C08F222/14;C08F220/18;B33Y70/00;B33Y80/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發(fā)明公開了一種新型3D打印高負(fù)泊松比交織結(jié)構(gòu)的防護(hù)材料，所述防護(hù)材料由形狀記憶材料和普通橡膠，經(jīng)過微滴噴射增材制造技術(shù)打印成型；所述防護(hù)材料的結(jié)構(gòu)內(nèi)均勻分布有三角形結(jié)構(gòu)(1)，所述三角形結(jié)構(gòu)(1)通過直線結(jié)構(gòu)(3)將三角形的節(jié)點(diǎn)連接；相鄰的直線結(jié)構(gòu)(3)之間形成非封閉的六邊形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明利用3D打印技術(shù)，將經(jīng)過改良的光敏材料，通過溫度的刺激使3D打印出具有記憶、回應(yīng)、回復(fù)、抗震及適應(yīng)性等優(yōu)良特性的實(shí)物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防護(hù)材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型3D打印高負(fù)泊松比交織結(jié)構(gòu)的防護(hù)材料。

背景技術(shù)

目前負(fù)泊松比材料已經(jīng)有應(yīng)用于安全防護(hù)方面。在中國實(shí)用新型專利說明書CN206336247U、CN206782464U分別公開了一種負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)填充的汽車吸能盒和一種基于負(fù)泊松比材料的吸能防摔包裝箱。這兩項(xiàng)專利都是利用了負(fù)泊松比材料的吸能特性制成的防護(hù)材料。但是問題在于難以實(shí)現(xiàn)高負(fù)泊比(NP＜-0.5)，原因不僅在于結(jié)構(gòu)，還有制作高負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的材料；

目前對于研發(fā)負(fù)泊松比交織結(jié)構(gòu)的防護(hù)材料難以實(shí)現(xiàn)3D打印出柔軟的具有負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的材料。一般的負(fù)泊松比材料制備方法有化學(xué)高分子材料制備， (如CN105860379B和CN107474303A)，亦或通過一定的編織方法產(chǎn)生負(fù)泊松比織物(如CN104911804B和CN207091629U)。還有通過制備負(fù)泊松比紗線來產(chǎn)生負(fù)泊松比織物(如CN103361811B)，還有一些其他一些物理化學(xué)工藝制備出的負(fù)泊松比材料(如CN105965930A)。但是還沒有實(shí)現(xiàn)過直接3D打印出負(fù)泊松比材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明申請人提供了一種新型3D打印高負(fù)泊松比交織結(jié)構(gòu)的防護(hù)材料。本發(fā)明利用3D打印技術(shù)，將經(jīng)過改良的光敏材料，通過溫度的刺激使3D打印出具有記憶、回應(yīng)、回復(fù)、抗震及適應(yīng)性等優(yōu)良特性的實(shí)物，本發(fā)明材料不會(huì)像ABS那樣產(chǎn)生刺鼻的味道、材料熔化后容易附著和延展、模型不會(huì)發(fā)生翹邊等諸多優(yōu)良特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種新型3D打印高負(fù)泊松比交織結(jié)構(gòu)的防護(hù)材料，所述防護(hù)材料由形狀記憶材料和普通橡膠，經(jīng)過微滴噴射增材制造技術(shù)打印成型；所述防護(hù)材料的結(jié)構(gòu)內(nèi)均勻分布有三角形結(jié)構(gòu)(1)，所述三角形結(jié)構(gòu)(1)通過直線結(jié)構(gòu)(3)將三角形的節(jié)點(diǎn)連接；相鄰的直線結(jié)構(gòu)(3)之間形成非封閉的六邊形結(jié)構(gòu)。

所述三角形結(jié)構(gòu)(1)三條邊為普通橡膠。

所述三角形結(jié)構(gòu)(1)的節(jié)點(diǎn)處為形狀記憶材料。

所述三角形結(jié)構(gòu)(1)的外接圓圓心距為10mm，三角形邊長為1～4mm。

所述形狀記憶材料為光敏樹脂類材料；即為雙酚F環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、季戊四醇三丙烯酸酯或改性丙烯酸十八酯。

所述雙酚F環(huán)氧丙烯酸酯樹脂是環(huán)氧樹脂與丙烯酸在以四甲基氯化銨為催化劑，對苯二酚為阻聚劑，溫度為100～110℃條件下，反應(yīng)3.5～4h制得；所述催化劑用量為1.0wt％，阻聚劑用量為0.1wt％；所述環(huán)氧樹脂與丙烯酸的質(zhì)量比為1:0.8～1.2。

所述季戊四醇三丙烯酸酯是以對甲苯磺酸為催化劑，季戊四醇與丙烯酸在甲苯環(huán)境下反應(yīng)5～6h制得；所述催化劑用量為季戊四醇質(zhì)量的4％，所述季戊四醇、丙烯酸與甲苯的質(zhì)量比為1:3.6:1.86；其中反應(yīng)過程中還加入了占丙烯酸質(zhì)量 3.5～4％的阻聚劑PMT，占季戊四醇質(zhì)量3～3.5％的脫色劑TSJ-1。

所述改性丙烯酸十八酯是單體丙烯酸十八酯、交聯(lián)劑丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯和稀釋劑在光引發(fā)劑作用下反應(yīng)制得；所述光引發(fā)劑為安息香乙醚-硫嗡鹽引發(fā)劑；所述單體與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:0.18。

所述直線結(jié)構(gòu)(3)為普通橡膠。

本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：