[發明專利]噴霧鋪設光固化3D打印含液多孔材料的方法

在審

• 申請號: 201911282256.5
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110901056A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 劉少寶;戴慶華;黃曉帥;徐楓;武同希;尹展鵬
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B29C64/129
• 分類號: B29C64/129;B33Y10/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

本發明提供了一種噴霧鋪設光固化3D打印含液多孔材料的方法，通過按照一定配比將預聚物、活性稀釋單體和光引發劑調制成液態光敏基體，并準備液態內嵌材料，采用噴霧的方法混合液態光敏基體材料和液態內嵌材料，得到一層混有光敏基體材料和內嵌材料的平鋪液體，利用內嵌材料和基體材料針對性輻射固化的原理，通過層層堆積的方法得到含液多孔材料。本發明的光固化制備含液多孔材料具有制備過程對環境友好，制備裝置緊湊，適合流水線生產，節省空間場地，節約能源等特點。所制得的含液多孔材料具有良好的抗沖擊性能，在防彈、防爆，防輻射，減震吸能，緩沖，隔音隔熱等方面具有重要的意義。

技術領域

本發明涉及含液多孔材料制備技術領域，具體是一種噴霧鋪設光固化3D打印含液多孔材料的方法，具體是一種基于霧化混合，分層堆積，輻射針對性固化原理的含液多孔材料的制備方法。

背景技術

含液多孔材料具有良好的抗沖擊性能，在防彈、防爆，減震，緩沖等方面具有重要的意義。而目前含液多孔材料的制備方法卻較少。

有利用極稀離子液滴涂覆于固相薄片基體，在室溫下沉積，并通過外部拉伸控制液滴沉積位置來制備含液多孔材料的工藝。但該工藝耗時耗力，且工藝復雜，成品成本過高，且十分受限于材料種類，難以推廣。

CN108822804A公開了一種用多孔材料封裝的相變儲能材料及其制備方法，通過該專利及其思路，在已制備好多孔基體的基礎上，通過外力或多孔基體本身的吸附作用將液體充入基體內部的多孔材料浸漬封裝制備含液多孔材料的方法仍存在許多缺陷。通過該思路制備含液多孔材料所得為開孔含液多孔材料，但以一般方法制得的多孔基體難免存在部分閉孔，通過浸漬的方法無法使閉孔內部充液，這將影響材料性能。此外，該方法制得的含液多孔材料需要經過外部封裝，不具有普適性，不適合柔性生產，且不易運輸與存儲。

另外，以一般傳統的加工方式，極難控制內嵌材料液態小液滴的分布，液滴的直徑大小，以及相變的溫度等等，因此，該方法尚不成熟，且所制得的材料的性能欠佳。

發明內容

本發明為了解決現有技術的問題，提供了一種噴霧鋪設光固化3D打印含液多孔材料的方法，由于流-固兩相的相互耦合作用使得飽和多孔介質結構在振動過程中引起能量的耗散，具有類似阻尼效應，制備得到的含液多孔材料具有良好的抗沖擊性能，在防彈、防爆，減震，緩沖等方面具有重要的意義

本發明包括以下步驟：

1）將液態預聚物材料、活性稀釋單體和光引發劑調制成液態光敏基體材料，所述的液態預聚物材料為含有不飽和官能團的低分子聚合物中的一種或者多種，所述的活性稀釋單體為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、陽離子聚合所使用的環氧化物以及乙烯基醚中的一種或多種，光引發劑為在吸收輻射能后，經過化學變化產生具有引發聚合能力的活性中間體中的一種或多種。

2）準備液態內嵌材料，包括不與光敏基體互溶、產生化學反應且對光不敏感的水、各種離子液體、各種有機溶劑的一種或多種。

3）將步驟1）和步驟2）中的兩種液態材料通過噴霧器以噴霧的形式充分混合并附著在已有平面上，通過噴霧混合的形式得到一層平鋪液體，液態內嵌材料分布于基體中的直徑范圍為10μm-2.5mm；混合過程具體如下，在開口硬質中空容器內并排設置兩根含有均勻分布的噴嘴的橫梁，兩根橫梁的導管內分別通入液態光敏基體材料和液態內嵌材料，橫梁勻速進給的同時，開啟兩排噴霧器進行噴霧，橫梁進給至末端，停止進給，關閉噴霧器停止噴霧。

4）對上述平鋪液體進行輻射固化；所述的輻射為紫外線或電子束，具體功率及型號選用依生產效率、光敏基體類型進行選用。輻射時間由生產效率和平鋪厚度進行選用。

5）重復步驟 3）和步驟4），得到含液多孔材料。

其中預聚物的選用由材料的用途選用，該選用原則為本領域內技術人員已知的。