本發(fā)明涉及3d打印材料，尤其是涉及一種雙組分反應型3d打印蠟材及其制備方法和使用方法。

背景技術(shù)：

1、3d打印技術(shù)，作為一種快速發(fā)展的快速自由成型技術(shù)，已經(jīng)在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出其重要性。多噴嘴噴射技術(shù)（mjp），作為3d打印技術(shù)的一個分支，特別適用于打印基于蠟質(zhì)材料的模型。這些模型在熔模鑄造中具有重要作用，因為它們能夠替代傳統(tǒng)開模方法，從而節(jié)省成本和縮短生產(chǎn)周期。目前，mjp技術(shù)已被廣泛應用于醫(yī)療器械、珠寶、工藝品、模型制造、工業(yè)鑄造和精密鑄造等領(lǐng)域。

2、然而，mjp技術(shù)在實際應用中面臨一些挑戰(zhàn)。當前使用的蠟材在熱變形性能和機械性能方面表現(xiàn)不佳，這導致打印出的模具在形位公差上存在較大偏差，無法滿足高精度熔模鑄造的需求。為了提高3d打印蠟材的力學性能，通常會加入一些填充物，例如交聯(lián)聚苯乙烯。這些填充物雖然能夠顯著提升材料的力學性能，但它們本身具有較高的熔融黏度和粘彈性，這使得它們難以通過mjp等3d打印技術(shù)直接打印。

3、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提供一種雙組分反應型3d打印蠟材，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)上述技術(shù)問題中的至少一種。

2、本發(fā)明的目的之二在于提供一種雙組分反應型3d打印蠟材的制備方法。

3、本發(fā)明的目的之三在于提供一種雙組分反應型3d打印蠟材的使用方法。

4、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明特采用如下技術(shù)方案：

5、本發(fā)明的第一方面提供了一種雙組分反應型3d打印蠟材包括組分a和組分b；

6、其中，所述組分a包括精煉石蠟、芳香族二羥基化合物單體、催化劑和抗氧化劑；

7、所述組分b包括精煉石蠟、羰基化合物單體和抗氧化劑。

8、進一步地，所述組分a或組分b各自獨立的還包括力學改性劑、液體石蠟、增粘樹脂、成核劑和色粉中的至少一種。

9、進一步地，按照重量份數(shù)計，所述組分a包括精煉石蠟50~70份、芳香族二羥基化合物單體10~25份、催化劑0.01~0.5份和抗氧化劑0.01~0.5份；

10、所述組分b包括精煉石蠟50~70份、羰基化合物單體10~25份和抗氧化劑0.01~0.5份。

11、進一步地，按照重量份數(shù)計，所述組分a還包括力學改性劑2~10份、液體石蠟1~5份、增粘樹脂1~5份、成核劑1~3份和色粉0.1~0.3份中的至少一種。

12、按照重量份數(shù)計，所述組分b還包括力學改性劑2~10份、液體石蠟3~10份、增粘樹脂1~5份、成核劑1~3份和色粉0.1~0.3份中的至少一種。

13、進一步地，所述精煉石蠟包括不飽和烴蠟、天然植物蠟和合成蠟中的至少一種。

14、所述芳香族二羥基化合物單體包括雙酚a、雙酚s、雙酚f、雙酚af、雙酚z和四甲基雙酚f中的至少一種。

15、所述催化劑包括四甲基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨和四丁基鈦酸酯中的至少一種。

16、所述抗氧化劑包括硫醇類抗氧化劑。

17、所述羰基化合物單體包括碳酸二苯酯、碳酸二(4-甲基苯基)酯、碳酸二(4-氯苯基)酯和碳酸二(4-硝基苯基)酯中的至少一種。

18、進一步地，所述力學改性劑包括棕櫚蠟、小燭樹蠟、丁二烯苯乙烯共聚物和poe中的至少一種。

19、所述增粘樹脂包括萜烯樹脂、松香、松香衍生物、石油樹脂和改性石油樹脂中的至少一種。

20、所述成核劑包括微晶蠟、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯蠟、硬脂酸和棕櫚酸中的至少一種。所述色粉包括無機色粉、有機色粉、復合顏料、熒光顏料和珠光顏料中的至少一種。本發(fā)明第二方面提供了所述的雙組分反應型3d打印蠟材的制備方法，包括以下步驟：

21、a、將所述組分a中的原料在150~180℃混合均勻，得到組分a的熔融液，過濾冷卻得到所述組分a；

22、b、將所述組分b中的原料在110~130℃混合均勻，得到組分b的熔融液，過濾冷卻得到所述組分b。

23、本發(fā)明第三方面提供了所述的雙組分反應型3d打印蠟材的使用方法，在多噴嘴噴射打印過程中，使用具有多噴嘴的噴頭分別打印組分a和組分b，在加熱條件下，使組分a和組分b融合反應形成該層結(jié)構(gòu)，最后打印平臺上移重復打印步驟得到模型。

24、進一步地，所述分別打印是使用兩個噴頭在同一位置先打印組分a然后打印組分b。

25、或，

26、所述分別打印是使用兩個噴頭在某一層中先打印組分a形成一層連續(xù)的組分a層，然后在組分a層上打印組分b形成組分b層。

27、進一步地，所述分別打印是采用單噴頭的不同通道以點陣穿插的方式將組分a和組分b打印在同一層上。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有如下有益效果：

29、本發(fā)明提供的雙組分反應型3d打印蠟材，通過雙組分分離芳香族二羥基化合物單體和羰基化合物單體，降低了打印蠟材的熔融黏度，有效解決了傳統(tǒng)高分子聚碳酸酯在mjp噴射打印中的流動性問題，使得打印過程更為順暢。在3d打印過程中，這兩種單體在催化劑的作用下迅速發(fā)生化學反應，生成具有高力學強度、高韌性和高抗熱變形性能的聚碳酸酯。這種聚碳酸酯與蠟材中的其他成分相結(jié)合，不僅提升了打印模具的整體力學性能，還顯著提高了模具的尺寸精度，滿足了高精度熔模鑄造的嚴格要求。

30、本發(fā)明提供的制備方法，通過在特定溫度范圍內(nèi)混合原料確保了組分a和組分b的熔融液在化學和物理性質(zhì)上的均勻性，有助于在打印過程中實現(xiàn)更好的反應活性和穩(wěn)定性。過濾冷卻步驟進一步確保了組分的純凈度和固化質(zhì)量，避免了雜質(zhì)對打印質(zhì)量和最終產(chǎn)品性能的潛在影響。該制備方法工藝簡單，批次處理量大，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

31、本發(fā)明提供的使用方法，確保組分a和組分b在打印平臺上均勻分布，實現(xiàn)層與層之間的緊密結(jié)合。不僅提高了打印效率，還通過即時的化學反應確保了打印件的力學性能和尺寸穩(wěn)定性，使得最終的3d打印模型具有更高的精度和耐用性。

技術(shù)特征：

1.一種雙組分反應型3d打印蠟材，其特征在于，包括組分a和組分b；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分反應型3d打印蠟材，其特征在于，所述組分a或組分b各自獨立的還包括力學改性劑、液體石蠟、增粘樹脂、成核劑和色粉中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分反應型3d打印蠟材，其特征在于，按照重量份數(shù)計，所述組分a包括精煉石蠟50~70份、芳香族二羥基化合物單體10~25份、催化劑0.01~0.5份和抗氧化劑0.01~0.5份；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分反應型3d打印蠟材，其特征在于，按照重量份數(shù)計，所述組分a還包括力學改性劑2~10份、液體石蠟1~5份、增粘樹脂1~5份、成核劑1~3份和色粉0.1~0.3份中的至少一種；

5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項所述的雙組分反應型3d打印蠟材，其特征在于，所述精煉石蠟包括不飽和烴蠟、天然植物蠟和合成蠟中的至少一種；

6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的雙組分反應型3d打印蠟材，其特征在于，所述力學改性劑包括棕櫚蠟、小燭樹蠟、丁二烯苯乙烯共聚物和poe中的至少一種；

7.一種權(quán)利要求1~6任一項所述的雙組分反應型3d打印蠟材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.一種權(quán)利要求1~6任一項所述的雙組分反應型3d打印蠟材的使用方法，其特征在于，在多噴嘴噴射打印過程中，使用具有多噴嘴的噴頭分別打印組分a和組分b，在加熱條件下，使組分a和組分b融合反應形成該層結(jié)構(gòu)，最后打印平臺上移重復打印步驟得到模型。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述分別打印是使用兩個噴頭在同一位置先打印組分a然后打印組分b；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述分別打印是采用單噴頭的不同通道以點陣穿插的方式將組分a和組分b打印在同一層上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種雙組分反應型3D打印蠟材及其制備方法和使用方法，具體涉及3D打印材料技術(shù)領(lǐng)域。該雙組分反應型3D打印蠟材包括組分A和組分B；組分A包括精煉石蠟、芳香族二羥基化合物單體、催化劑和抗氧化劑；組分B包括精煉石蠟、羰基化合物單體和抗氧化劑。本發(fā)明通過雙組分分離芳香族二羥基化合物單體和羰基化合物單體，降低了打印蠟材的熔融黏度，有效解決了傳統(tǒng)高分子聚碳酸酯在MJP噴射打印中的流動性問題，使得打印過程更為順暢。生成的聚碳酸酯與蠟材中的其他成分相結(jié)合，不僅提升了打印模具的整體力學性能，還顯著提高了模具的尺寸精度，滿足了高精度熔模鑄造的嚴格要求。

技術(shù)研發(fā)人員：錢琪楓,區(qū)宇輝,裴文劍
受保護的技術(shù)使用者：浙江閃鑄集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10