本發(fā)明涉及3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

3D打印機(jī)是一位名為恩里科·迪尼的發(fā)明家設(shè)計(jì)的一種神奇的打印機(jī)，它不僅可以“打印”一幢完整的建筑，甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品的形狀，而3D打印材料是用于3D打印機(jī)打印用的材料，隨著科技的進(jìn)步，人們對3D打印材料有了更高的要求。

現(xiàn)有的3D打印材料抗壓性較差，光澤度不好，導(dǎo)致打印產(chǎn)品成型精度不夠高，表面存在較明顯的粗糙感，而且由于粘結(jié)劑不夠牢固，存在著成型件強(qiáng)度低等不足，工藝復(fù)雜，成本較高，不易于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明的主要目的在于提出一種3D打印材料及其制備方法，以期解決上述技術(shù)問題中的至少之一。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種3D打印材料，包括以下重量份的原料：

乙烯基三乙氧基硅烷 25～30份，

改性石蠟混合物 20～25份，

納米碳化硅 21～24份，

丙基三甲氧基硅烷 15～20份，

聚乙烯醇縮甲醛 10～15份，

四氫呋喃 5～10份，

偶氮二異丁腈 8～12份，以及

去離子水 30～35份。

優(yōu)選地，本發(fā)明3D打印材料中，包括以下重量份的原料：乙烯基三乙氧基硅烷26～29份，改性石蠟混合物21～24份，納米碳化硅22～23份，丙基三甲氧基硅烷16～19份，聚乙烯醇縮甲醛11～14份，四氫呋喃6～9份，偶氮二異丁腈9～11份，去離子水31～34份。

其中，所述納米碳化硅的粒徑為20～50nm。

其中，所述納米碳化硅的粒徑為50～100nm。

本發(fā)明還提出了一種3D打印材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1：將乙烯基三乙氧基硅烷和納米碳化硅加入研磨機(jī)中，在500～900r/min下研磨3～6h，制得預(yù)處理納米碳化硅；

步驟S2：將聚乙烯醇縮甲醛和四氫呋喃加入反應(yīng)器中，混合均勻，升溫至40～45℃下反應(yīng)10～15min，然后加入丙基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈，升溫至60～65℃下攪拌反應(yīng)5～9h，接著加入去離子水，在20～25℃下靜置2～3h，分層后倒掉上層清液，再對下層液體進(jìn)行蒸餾，去除水分后，制得聚合物膠黏劑；

步驟S3：將改性石蠟混合物、預(yù)處理納米碳化硅和聚合物膠黏劑加入反應(yīng)器中，在23～27℃下強(qiáng)力攪拌3～6h，然后噴霧干燥，制得3D打印材料。

優(yōu)選地，本發(fā)明3D打印材料的制備方法中，所述步驟S1中，乙烯基三乙氧基硅烷和納米碳化硅的重量比為26～29：22～23。

優(yōu)選地，本發(fā)明3D打印材料的制備方法中，所述步驟S1中，將乙烯基三乙氧基硅烷和納米碳化硅加入研磨機(jī)中，在600～800r/min下研磨4～5h，制得預(yù)處理納米碳化硅。

優(yōu)選地，本發(fā)明3D打印材料的制備方法中，所述步驟S2中，聚乙烯醇縮甲醛和四氫呋喃的重量比為11～14：6～9。

優(yōu)選地，本發(fā)明3D打印材料的制備方法中，所述步驟S2中，將聚乙烯醇縮甲醛和四氫呋喃加入反應(yīng)器中，混合均勻，升溫至41～44℃下反應(yīng)11～14min，然后加入丙基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈，升溫至61～64℃下攪拌反應(yīng)6～8h，接著加入去離子水，在21～24℃下靜置2～3h，分層后倒掉上層清液，再對下層液體進(jìn)行蒸餾，去除水分后，制得聚合物膠黏劑。

優(yōu)選地，本發(fā)明3D打印材料的制備方法中，所述步驟S3中，將改性石蠟混合物、預(yù)處理納米碳化硅和聚合物膠黏劑加入反應(yīng)器中，在24～26℃下攪拌4～5h，然后噴霧干燥，制得3D打印材料。

基于上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的3D打印材料具有以下有益效果：以乙烯基三乙氧基硅烷和納米碳化硅制得預(yù)處理納米碳化硅作為主料使得3D打印材料具備優(yōu)異的抗壓性，且光澤度較好，打印產(chǎn)品成型精度高，表面光澤，且以聚乙烯醇縮甲醛、四氫呋喃、丙基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈為原料制得的聚合物膠黏劑牢固性較強(qiáng)，使得成型件強(qiáng)度高，本發(fā)明具備優(yōu)異的抗壓性，光澤度較好，工藝簡單，成本低，易于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提出了一種3D打印材料，包括以下重量份的原料：

乙烯基三乙氧基硅烷 25份，購自南京向前化工有限公司；

改性石蠟混合物 20份，購自廣州拓羽化工有限公司；

納米碳化硅 21份，

丙基三甲氧基硅烷 15份，購自南京辰工有機(jī)硅材料有限公司；

聚乙烯醇縮甲醛 10份，購自上海晨祥膠粘劑有限公司；

四氫呋喃 5份，

偶氮二異丁腈 8份，以及

去離子水 30份；

本實(shí)施例還提出了一種3D打印材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟S101：將乙烯基三乙氧基硅烷和納米碳化硅加入研磨機(jī)中，在500r/min下研磨3h，制得預(yù)處理納米碳化硅；

步驟S102：將聚乙烯醇縮甲醛和四氫呋喃加入反應(yīng)器中，混合均勻，升溫至40℃下反應(yīng)10min，然后加入丙基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈，升溫至60℃下攪拌反應(yīng)5h，接著加入去離子水，在20℃下靜置2h，分層后倒掉上層清液，再對下層液體進(jìn)行蒸餾，去除水分后，制得聚合物膠黏劑；

步驟S103：將改性石蠟混合物、預(yù)處理納米碳化硅和聚合物膠黏劑加入反應(yīng)器中，在23℃下強(qiáng)力攪拌3h，然后噴霧干燥，制得3D打印材料。

實(shí)施例二

本實(shí)施例提出了一種3D打印材料，包括以下重量份的原料：

乙烯基三乙氧基硅烷 26份，購自南京向前化工有限公司；

改性石蠟混合物 21份，購自廣州拓羽化工有限公司；

納米碳化硅 22份，

丙基三甲氧基硅烷 16份，購自南京辰工有機(jī)硅材料有限公司；

聚乙烯醇縮甲醛 11份，購自上海晨祥膠粘劑有限公司；

四氫呋喃 6份，

偶氮二異丁腈 9份，以及

去離子水 31份；

本實(shí)施例還提出了一種3D打印材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟S201：將乙烯基三乙氧基硅烷和納米碳化硅加入研磨機(jī)中，在900r/min下研磨6h，制得預(yù)處理納米碳化硅；

步驟S202：將聚乙烯醇縮甲醛和四氫呋喃加入反應(yīng)器中，混合均勻，升溫至45℃下反應(yīng)15min，然后加入丙基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈，升溫至65℃下攪拌反應(yīng)9h，接著加入去離子水，在25℃下靜置3h，分層后倒掉上層清液，再對下層液體進(jìn)行蒸餾，去除水分后，制得聚合物膠黏劑；

步驟S203：將改性石蠟混合物、預(yù)處理納米碳化硅和聚合物膠黏劑加入反應(yīng)器中，在27℃下強(qiáng)力攪拌6h，然后噴霧干燥，制得3D打印材料。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提出了一種3D打印材料，包括以下重量份的原料：

乙烯基三乙氧基硅烷 27份，購自南京向前化工有限公司；

改性石蠟混合物 22份，購自廣州拓羽化工有限公司；

納米碳化硅 23份，

丙基三甲氧基硅烷 17份，購自南京辰工有機(jī)硅材料有限公司；

聚乙烯醇縮甲醛 12份，購自上海晨祥膠粘劑有限公司；

四氫呋喃 7份，

偶氮二異丁腈 10份，以及

去離子水 32份；

本實(shí)施例還提出了一種3D打印材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟S301：將乙烯基三乙氧基硅烷和納米碳化硅加入研磨機(jī)中，在600r/min下研磨4h，制得預(yù)處理納米碳化硅；

步驟S302：將聚乙烯醇縮甲醛和四氫呋喃加入反應(yīng)器中，混合均勻，升溫至41℃下反應(yīng)11min，然后加入丙基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈，升溫至61℃下攪拌反應(yīng)6h，接著加入去離子水，在21℃下靜置2h，分層后倒掉上層清液，再對下層液體進(jìn)行蒸餾，去除水分后，制得聚合物膠黏劑；

步驟S303：將改性石蠟混合物、預(yù)處理納米碳化硅和聚合物膠黏劑加入反應(yīng)器中，在24℃下強(qiáng)力攪拌4h，然后噴霧干燥，制得3D打印材料。

實(shí)施例四

本實(shí)施例提出了一種3D打印材料，包括以下重量份的原料：

乙烯基三乙氧基硅烷 28份，購自南京向前化工有限公司；

改性石蠟混合物 23份，購自廣州拓羽化工有限公司；

納米碳化硅 24份，

丙基三甲氧基硅烷 18份，購自南京辰工有機(jī)硅材料有限公司；

聚乙烯醇縮甲醛 13份，購自上海晨祥膠粘劑有限公司；

四氫呋喃 8份，

偶氮二異丁腈 11份，以及

去離子水 33份；

本實(shí)施例還提出了一種3D打印材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟S401：將乙烯基三乙氧基硅烷和納米碳化硅加入研磨機(jī)中，在700r/min下研磨5h，制得預(yù)處理納米碳化硅；

步驟S402：將聚乙烯醇縮甲醛和四氫呋喃加入反應(yīng)器中，混合均勻，升溫至42℃下反應(yīng)12min，然后加入丙基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈，升溫至62℃下攪拌反應(yīng)7h，接著加入去離子水，在22℃下靜置3h，分層后倒掉上層清液，再對下層液體進(jìn)行蒸餾，去除水分后，制得聚合物膠黏劑；

步驟S403：將改性石蠟混合物、預(yù)處理納米碳化硅和聚合物膠黏劑加入反應(yīng)器中，在25℃下強(qiáng)力攪拌5h，然后噴霧干燥，制得3D打印材料。

實(shí)施例五

本實(shí)施例提出了一種3D打印材料，包括以下重量份的原料：

乙烯基三乙氧基硅烷 30份，購自南京向前化工有限公司；

改性石蠟混合物 25份，購自廣州拓羽化工有限公司；

納米碳化硅 24份，

丙基三甲氧基硅烷 20份，購自南京辰工有機(jī)硅材料有限公司；

聚乙烯醇縮甲醛 15份，購自上海晨祥膠粘劑有限公司；

四氫呋喃 10份，

偶氮二異丁腈 12份，以及

去離子水 35份；

本實(shí)施例還提出了一種3D打印材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟S501：將乙烯基三乙氧基硅烷和納米碳化硅加入研磨機(jī)中，在800r/min下研磨6h，制得預(yù)處理納米碳化硅；

步驟S502：將聚乙烯醇縮甲醛和四氫呋喃加入反應(yīng)器中，混合均勻，升溫至43℃下反應(yīng)13min，然后加入丙基三甲氧基硅烷和偶氮二異丁腈，升溫至63℃下攪拌反應(yīng)8h，接著加入去離子水，在23℃下靜置3h，分層后倒掉上層清液，再對下層液體進(jìn)行蒸餾，去除水分后，制得聚合物膠黏劑；

步驟S503：將改性石蠟混合物、預(yù)處理納米碳化硅和聚合物膠黏劑加入反應(yīng)器中，在26℃下強(qiáng)力攪拌6h，然后噴霧干燥，制得3D打印材料。

使用實(shí)施例一至實(shí)施例五制成的3D打印材料，對得到的產(chǎn)品進(jìn)行測試，得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

其中，拉伸強(qiáng)度(MPa)的標(biāo)準(zhǔn)值為9.7，斷裂伸長率(％)的標(biāo)準(zhǔn)值為123.6，透光性(％)的標(biāo)準(zhǔn)值為45。

至此，本發(fā)明一種3D打印材料介紹完畢。

需要說明的是，本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但這些參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計(jì)約束內(nèi)近似于相應(yīng)值。此外，除非特別描述或必須依序發(fā)生的步驟，上述步驟的順序并無限制于以上所列，且可根據(jù)所需設(shè)計(jì)而變化或重新安排。并且上述實(shí)施例可基于設(shè)計(jì)及可靠度的考慮，彼此混合搭配使用或與其他實(shí)施例混合搭配使用，即不同實(shí)施例中的技術(shù)特征可以自由組合形成更多的實(shí)施例。

以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。