[發明專利]一種有機硅材料在3D打印中的應用

有效

• 申請號: 202111584637.6
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114196210B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 楊淼
• 申請（專利權）人: 中化化工科學技術研究總院有限公司
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/05;B33Y70/10
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明涉及一種有機硅材料在3D打印中的應用，屬于3D打印光固化技術領域。本發明中有機硅材料在3D打印過程中利用紅外光固化。本發明的單組分有機硅材料采用紅外光引發加成型有機硅材料的局部短時間固化，實現了有機硅材料在3D打印機打印過程的快速固化成型，且具有較好的力學性能。

技術領域

本發明涉及3D打印光固化技術領域，具體提供一種有機硅材料在3D打印中的應用。

背景技術

現階段用于3D打印的固化型樹脂材料有丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂等，這些樹脂具有強度高、粘接性好等優點。但是固化硬度高，無法做成較理想的彈性體材料，而且耐侯性相對較差，生物相容性也較差。有機硅材料是一類生物相容性極佳的材料，性能穩定，具有優異的耐候性和耐久性，可以做成性能優異的橡膠彈性體。但是有機硅材料需要雙組分交聯固化或者濕氣固化，有機硅材料無法在3D打印等需要短時間固化及制備異形件場景中使用。

可用于3D打印的光固化技術是解決有機硅材料在3D打印中固化的主要技術手段。UV光固化是常用的固化手段，例如：專利CN104559196A公開了一種無色透明的光固化3D打印材料，包括含乙烯基團的有機聚硅氧烷、含硅氫鍵的有機聚硅氧烷、光引發劑、增強填料、助劑。該材料的制備方法為：將含乙烯基的有機聚硅氧烷、含硅氫鍵的有機聚硅氧烷、增強填料及助劑按質量百分比混合攪拌均勻；再加入光引發劑，攪拌混合均勻，得到無色光固化3D打印材料。該專利通過對紫外光敏感的光引發劑產生自由基，引發含乙烯基的有機聚硅氧烷和含硅氫鍵的有機聚硅氧烷的固化，其力學性能相比較加成型硅橡膠存在較大的差距，硅橡膠的拉伸強度和斷裂伸長率都相對較差。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明提供一種有機硅材料在3D打印中的應用，本發明的單組分有機硅材料采用紅外光(紅外激光)引發加成型有機硅材料的局部短時間固化，實現了有機硅材料在3D打印機打印過程的快速固化成型，且制備的打印件具有較好的力學性能。

為解決上述技術問題，本發明提供技術方案如下：

一方面，本發明提供一種有機硅材料在3D打印中的應用，所述有機硅材料在3D打印過程中利用紅外光固化。

上述有機硅材料在3D打印過程中利用紅外光固化，具體步驟為：

1)將制備的有機硅材料裝進料筒中，將料筒安裝在有機硅材料3D打印機的進料泵上，出料口通過保溫軟管連接打印噴頭；3D打印機設有紅外激光器，并與打印噴頭同步運動，激光器光路經聚焦準直后作用于打印噴頭出膠位置，用于有機硅材料預固化；

2)在打印程序控制下，有機硅材料在進料泵作用下由打印噴頭打印出有機硅材料結構；在紅外激光照射下迅速升溫至120℃以上，時間為0.1-10s，完成預固化；然后進行后固化，后固化的溫度為100-180℃，時間為10min-3h。

優選的，上述有機硅材料包括以下重量份組分：