一种3D打印平台喷雾制剂及其制备方法转让专利
申请号 : CN201810187632.1
文献号 : CN108178994B
文献日 : 2019-02-22
发明人 : 欧阳欣 , 欧阳露 , 张卫嘉
申请人 : 深圳市纵维立方科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种3D打印平台喷雾制剂,其特征在于:由多种原料制备,所述多种原料包括以下重量百分比的组分:a.阴离子成膜聚合物 1.0%-2.8%;
b.疏水改性的丙烯酸酯或其盐1.0%-2.5%;
c.由至少一个聚乙二醇嵌段和至少一个聚丙二醇嵌段构成的嵌段聚合物 0.06%-
0.8%;
d.有机溶剂 0.05%-0.2%;
e.液化的低沸点有机化合物气体 0.01%-0.3%;
f.聚硅氧烷0.1%-0.35%;
以及余量的去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印平台喷雾制剂,其特征在于:所述阴离子成膜聚合物选自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物、辛基丙烯酰胺/丙烯酸酯/甲基丙烯酸丁氨基乙酯共聚物、丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酸丁酯共聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印平台喷雾制剂,其特征在于:所述疏水改性的丙烯酸酯或其盐选自丙烯酸酯/ 十八烷基乙氧基20甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸酯/十八烷基乙氧基50 丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/C10-30烷醇丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸酯/十八烷基乙氧基20 衣康酸酯共聚物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印平台喷雾制剂,其特征在于:所述由至少一个聚乙二醇嵌段和至少一个聚丙二醇嵌段构成的嵌段聚合物选自聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印平台喷雾制剂,其特征在于:所述有机溶剂选自乙醇、丙醇、丙酮中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印平台喷雾制剂,其特征在于:所述低沸点有机化合物气体选自二甲醚、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷、二氯二氟甲烷中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种3D打印平台喷雾制剂,其特征在于:所述聚硅氧烷为环五聚二甲基硅氧烷。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种3D打印平台喷雾制剂的制备方法,其特征在于:包括如下制备步骤:
(1)按预定质量百分比分别称取所述阴离子成膜聚合物、所述疏水改性的丙烯酸酯或其盐、所述由至少一个聚乙二醇嵌段和至少一个聚丙二醇嵌段构成的嵌段聚合物、所述有机溶剂、所述聚硅氧烷以及所述去离子水,备用;
(2)将所述去离子水加入反应容器中,密闭加热至30-50℃;加热完成后打开所述反应容器,并先后加入所述阴离子成膜聚合物、所述疏水改性的丙烯酸酯或其盐以及所述有机溶剂,密闭保持加热60-350℃,时间1-1.5小时;
(3)步骤(2)反应结束后,将反应体系降温至50℃以下,打开所述反应容器,加入所述由至少一个聚乙二醇嵌段和至少一个聚丙二醇嵌段构成的嵌段聚合物以及所述聚硅氧烷,密闭保持加热70-300℃,时间0.5-1小时;
(4)步骤(3)反应结束后,将反应体系温度降至50-60℃,打开所述反应容器,并立即取出冷却的反应产物,将其转移至可密封、加压的喷雾容器中;
(5)向装有所述冷却的反应产物的所述可密封、加压的喷雾容器中充入所述液化的低沸点有机化合物气体,而后密封喷雾容器。
9.将权利要求1-7任一项所述的一种3D打印平台喷雾制剂应用于3D打印平台的方法,包括:(1)使用装有所述3D打印平台喷雾制剂的喷雾容器在3D打印平台进行喷雾,将3D打印平台喷雾制剂均匀喷布于所述3D打印平台上;
(2)使用刮板对喷布于3D打印平台上的喷雾制剂进行刮擦,使粘度为5000-50000mPa.s的喷雾制剂稀释化并均匀铺设于所述3D打印平台的打印区域;
(3)在稀释化并均匀铺设于所述打印区域的喷雾制剂上进行3D打印。
说明书 :
一种3D打印平台喷雾制剂及其制备方法
技术领域
背景技术
于树脂具有较明显的热胀冷缩特性,打印出的较热材料,特别是与平台直接接触的材料层,
在相对较冷的平台上成型的过程中存在容易翘曲的问题,产生翘曲之后的立体模型无法自
然粘贴在打印平台上。
中,上述粘结剂对ABS、PA、尼龙等树脂材料具有较高的粘结强度,使打印形成的模型粘结在
平台上不易取下,或取下时容易造成模型底部损坏。并且,粘结剂容易在平台上产生残留,
需要对平台进行清理才能进行继续打印,影响打印效率。此外,目前使用的粘结剂还存在不
易抹平的缺点,影响模型的成型精度。
较高的树脂,由于3D打印平台温度不能过高,其适用性较差。
料很好的融合在床贴上。然而,使用该方法时存在打印的材料与床贴难以分离,影响模型精
度的问题。
面产生纹理,影响表面光洁度,且同样存在影响模型精度的问题。
发明内容
制剂及其制备方法。
酸丁酯共聚物中的至少一种。
乙氧基50 丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/C10-30烷醇丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸酯/十八烷基
乙氧基20 衣康酸酯共聚物中的至少一种。
述有机溶剂、所述聚硅氧烷以及所述去离子水,备用;
有机溶剂,密闭保持加热60-350℃,时间1-1.5小时;
粘结强度低,无法很好的避免翘曲的发生。并且,结合面的光滑程度低,影响模型的精度。当
其重量百分比含量高于2.8%时,打印完成时,冷却凝固的喷雾制剂与3D打印平台之间以及
与形成的模型之间粘结强度过高,难以分离,且分离时容易使模型的结合面产生破损,以及
在3D打印平台上容易产生残留。当其重量百分比含量为1.3%-2.0%时,喷雾制剂粘结强度最
为适中,可在有效防止翘曲发生的同时,使冷却后的喷雾制剂与模型能轻易分离,结合面光
滑,且避免在打印平台上产生胶质残留。
生;当其重量百分比含量高于2.5%时,喷雾制剂粘度过大,不能在3D打印平台上均匀分布,
且打印完成且喷雾制剂冷却凝固后与3D打印平台以及形成的模型之间粘结强度过高,难以
分离,分离时容易使模型的结合面产生破损,且在3D打印平台上容易产生残留。
制剂在刮擦后仍具有高的粘度,难以在3D打印平台上均匀分布,影响模型的精度;当其重量
百分比含量高于0.8%时,喷雾制剂不能以凝胶形式稳定存在,使其不适用于3D打印平台进
行3D打印形成模型。
将其有效粘结,避免翘曲发生的效果较差;当其重量百分比含量高于0.35%时,喷雾制剂凝
固时间过较短,3D打印的模型底层未完全打印成型时喷雾制剂即已凝固,无法有效避免翘
曲的发生。
协同作用,相互影响,共同使喷出的喷雾制剂具有合适的粘度、剪切稀释性以及凝固速度,
进而使其能够均匀的涂布于3D打印平台表面,并在凝固后具有合适的强度,确保成型精度
并有效避免翘曲的发生。
独自从管中流出,并在释放后成为具有高静止粘度的稳定凝胶,而且基于较好的剪切稀释
性,可以保证打印平台的平整度。所述喷雾制剂具有合适的粘结强度,使打印形成于其上的
模型能够稳固粘贴于3D打印平台,有效防止翘曲的发生。打印完成,冷却凝固后的喷雾制剂
粘结强度大幅降低,使其具有容易从3D打印平台剥离并无残胶的效果。并且令人惊奇的是,
凝固后的喷雾制剂与打印形成的模型的结合面较为光滑,且粘结强度较低,只需施加小力
即可将二者有效分开,不会导致模型与喷雾制剂结合面破损。
具体实施方式
烯酸酯交联聚合物2.3%;c.聚乙二醇-聚丙二醇共聚物0.3%;d.乙醇0.08%;e.液化的二甲醚
0.2%;f.环五聚二甲基硅氧烷0.25%;以及余量的去离子水。上述喷雾制剂的具体制备方法
为:(1)按预定质量百分比分别称取辛基丙烯酰胺/丙烯酸酯/甲基丙烯酸丁氨基乙酯共聚
物、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸酯交联聚合物、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、乙醇、
液化的二甲醚、环五聚二甲基硅氧烷以及去离子水,备用;(2)将去离子水加入反应容器中,密闭加热至30℃;加热完成后打开反应容器,并先后加入辛基丙烯酰胺/丙烯酸酯/甲基丙
烯酸丁氨基乙酯共聚物、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸酯交联聚合物以及乙醇,密
闭保持加热60℃,时间1.5小时;(3)步骤(2)反应结束后,将反应体系降温至40℃,打开反应容器,加入聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、环五聚二甲基硅氧烷,密闭保持加热70℃,时间1小
时;(4)步骤(3)反应结束后,将反应体系温度降至50℃,并立即取出冷却的反应产物,将其转移至可密封、加压的喷雾容器中;(5)向装有冷却的反应产物的可密封、加压的喷雾容器
中充入液化的二甲醚,而后密封喷雾容器。将制备得到的喷雾制剂应用于3D打印平台,包
括:(1)使用装有3D打印平台喷雾制剂的喷雾容器进行喷雾,将3D打印平台喷雾制剂均匀喷
布于3D打印平台上;(2)使用刮板对喷布于3D打印平台上的喷雾制剂进行刮擦,使粘性的喷
雾制剂稀释化并均匀铺设于打印区域;(3)在稀释化并均匀铺设于打印区域的喷雾制剂上
进行3D打印。
否有胶的残留,剥离后模型结合面是否有破损,结果列于表1。
烯酸酯交联聚合物1.3%;c.聚乙二醇-聚丙二醇共聚物0.4%;d.乙醇0.1%;e.液化的二甲醚
0.16%;f.环五聚二甲基硅氧烷0.22%;以及余量的去离子水。上述喷雾制剂的具体制备方法
为:(1)按预定质量百分比分别称取辛基丙烯酰胺/丙烯酸酯 /甲基丙烯酸丁氨基乙酯共聚
物、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸酯交联聚合物、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、乙醇、
液化的二甲醚、环五聚二甲基硅氧烷以及去离子水,备用;(2)将去离子水加入反应容器中,密闭加热至50℃;加热完成后打开反应容器,并先后加入辛基丙烯酰胺/丙烯酸酯/甲基丙
烯酸丁氨基乙酯共聚物、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸酯交联聚合物以及乙醇,密
闭保持加热350℃,时间1.5小时;(3)步骤(2)反应结束后,将反应体系降温至50℃,打开反应容器,加入聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、环五聚二甲基硅氧烷,密闭保持加热300℃,时间1
小时;(4)步骤(3)反应结束后,将反应体系温度降至60℃,并立即取出冷却的反应产物,将其转移至可密封、加压的喷雾容器中;(5)向装有冷却的反应产物的可密封、加压的喷雾容
器中充入液化的二甲醚,而后密封喷雾容器。将制备得到的喷雾制剂应用于3D打印平台,包
括:(1)使用装有3D打印平台喷雾制剂的喷雾容器进行喷雾,将3D打印平台喷雾制剂均匀喷
布于3D打印平台上;(2)使用刮板对喷布于3D打印平台上的喷雾制剂进行刮擦,使粘性的喷
雾制剂稀释化并均匀铺设于打印区域;(3)在稀释化并均匀铺设于打印区域的喷雾制剂上
进行3D打印。
否有胶的残留,剥离后模型结合面是否有破损,结果列于表1。
1.0%;b.丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸酯交联聚合物1.2%、丙烯酸酯/C10-30烷醇丙烯
酸酯交联聚合物1.0%;c.聚乙二醇-聚丙二醇共聚物0.4%、聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇共
聚物0.3%;d.乙醇0.05%、丙酮0.08%;e.液化的二甲醚0.15%、液化的二氯四氟乙烷0.1%;f.环五聚二甲基硅氧烷0.2%、甲基乙烯基硅氧烷0.1%;以及余量的去离子水。上述喷雾制剂的
具体制备方法为:(1)按预定质量百分比分别称取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物、丙
烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸
酯交联聚合物、丙烯酸酯/C10-30烷醇丙烯酸酯交联聚合物、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、聚丙
二醇-聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、乙醇、丙酮、液化的二甲醚、液化的二氯四氟乙烷、环五聚
二甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷以及去离子水,备用;(2)将去离子水加入反应容器中,密闭加热至40℃;加热完成后打开反应容器,并先后加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合
物、丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基
丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸酯/C10-30烷醇丙烯酸酯交联聚合物以及乙醇、丙酮,密闭保持
加热90℃,时间1小时;(3)步骤(2)反应结束后,将反应体系降温至40℃,打开反应容器,加入聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、环五聚二甲基硅氧
烷、甲基乙烯基硅氧烷,密闭保持加热240℃,时间1小时;(4)步骤(3)反应结束后,将反应体系温度降至55℃,并立即取出冷却的反应产物,将其转移至可密封、加压的喷雾容器中;(5)向装有冷却的反应产物的可密封、加压的喷雾容器中充入液化的二甲醚、液化的二氯四氟
乙烷,而后密封喷雾容器。将制备得到的喷雾制剂应用于3D打印平台,包括:(1)使用装有3D打印平台喷雾制剂的喷雾容器进行喷雾,将3D打印平台喷雾制剂均匀喷布于3D打印平台
上;(2)使用刮板对喷布于3D打印平台上的喷雾制剂进行刮擦,使粘性的喷雾制剂稀释化并
均匀铺设于打印区域;(3)在稀释化并均匀铺设于打印区域的喷雾制剂上进行3D打印。
否有胶的残留,剥离后模型结合面是否有破损,结果列于表1。
0.5%、丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酸丁酯共聚物1.0%;b.丙烯酯酯/ 十八烷基
乙氧基20 甲基丙烯酸酯共聚物0.2%、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸酯交联聚合物
0.2%、丙烯酸酯/ 十八烷基乙氧基50丙烯酸酯共聚物0.4%、丙烯酸酯/C10-30烷醇丙烯酸酯交
联聚合物0.3%、丙烯酸酯/十八烷基乙氧基20衣康酸酯共聚物0.5%;c.聚乙二醇-聚丙二醇
共聚物0.4%、聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇共聚物0.3%;d.乙醇0.06%、丙醇0.08%、丙酮
0.02%;e.液化的二甲醚0.05%、液化的三氯氟甲烷0.03%、液化的二氯四氟乙烷0.04%、液化
的二氯二氟甲烷0.04%;f.环五聚二甲基硅氧烷0.06%,六甲基二硅氧烷0.03%,巯丙基三乙
氧基硅烷0.07%,甲基乙烯基硅氧烷0.1%;以及余量的去离子水。上述喷雾制剂的具体制备
方法为:(1)按预定质量百分比分别称取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物、辛基丙烯酰
胺/丙烯酸酯/甲基丙烯酸丁氨基乙酯共聚物、丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酸丁
酯共聚物、丙烯酯酯/ 十八烷基乙氧基20 甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20
甲基丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸酯/ 十八烷基乙氧基50丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/C10-30
烷醇丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸酯/十八烷基乙氧基20衣康酸酯共聚物、聚乙二醇-聚丙
二醇共聚物、聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、乙醇、丙醇、丙酮、液化的二甲醚、液化
的三氯氟甲烷、液化的二氯四氟乙烷、液化的二氯二氟甲烷、环五聚二甲基硅氧烷,六甲基
二硅氧烷,巯丙基三乙氧基硅烷,甲基乙烯基硅氧烷以及去离子水,备用;(2)将去离子水加入反应容器中,密闭加热至55℃;加热完成后打开反应容器,并先后加入2-丙烯酰胺基-2-
甲基丙磺酸聚合物、辛基丙烯酰胺/丙烯酸酯/甲基丙烯酸丁氨基乙酯共聚物、丙烯酰胺-二
甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯酯酯/ 十八烷基乙氧基20甲基丙烯酸酯共
聚物、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸酯/ 十八烷基乙氧基50
丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/C10-30烷醇丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸酯/十八烷基乙氧基20
衣康酸酯共聚物以及乙醇、丙醇、丙酮,密闭保持加热200℃,时间1小时;(3)步骤(2)反应结束后,将反应体系降温至30℃,打开反应容器,加入聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、聚丙二醇-
聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、环五聚二甲基硅氧烷,六甲基二硅氧,巯丙基三乙氧基硅,甲基
乙烯基硅氧烷,密闭保持加热180℃,时间1小时;(4)步骤(3)反应结束后,将反应体系温度降至55℃,并立即取出冷却的反应产物,将其转移至可密封、加压的喷雾容器中;(5)向装有冷却的反应产物的可密封、加压的喷雾容器中充入液化的二甲醚、液化的三氯氟甲烷、液化
的二氯四氟乙烷、液化的二氯二氟甲烷,而后密封喷雾容器。将制备得到的喷雾制剂应用于
3D打印平台,包括:(1)使用装有3D打印平台喷雾制剂的喷雾容器进行喷雾,将3D打印平台
喷雾制剂均匀喷布于3D打印平台上;(2)使用刮板对喷布于3D打印平台上的喷雾制剂进行
刮擦,使粘性的喷雾制剂稀释化并均匀铺设于打印区域;(3)在稀释化并均匀铺设于打印区
域的喷雾制剂上进行3D打印。
否有胶的残留,剥离后模型结合面是否有破损,结果列于表1。
实施例二 10800 ◎ ◎ 12 适中 适中 ○ ○ 高
实施例三 21000 ◎ ◎ 9 适中 适中 ○ ○ 高
实施例四 48000 ◎ ◎ 10 适中 适中 ○ ○ 高
对比例一 6500 — ○ 15 低 低 ◎ ○ 低
对比例二 28000 ◎ ○ 12 高 高 ○ ◎ 低
对比例三 9800 ◎ ○ 15 低 低 ◎ ○ 低
对比例四 19000 ◎ ○ 13 高 高 ◎ ○ 低
对比例五 12800 ○ ○ 17 适中 适中 ○ ○ 低
对比例六 3500 — ○ 40 — — — — —
对比例七 4800 ◎ ◎ 63 低 低 ◎ ◎ 低
对比例八 6200 ◎ ◎ 4 适中 低 ◎ ○ 低
对比例九 1800 — ◎ 13 低 低 ◎ ○ 低
对比例十 900 — ◎ 16 低 低 ◎ ○ 低
对比例十一 1300 — ◎ 12 低 低 ◎ ○ 低
对比例十二 2200 — ◎ 47 低 低 ◎ ○ 低
改性的丙烯酸脂或其盐、至少一个聚乙二醇嵌段和至少一个聚丙二醇嵌段构成的嵌段聚合
物以及聚硅氧烷具有协同作用,其相互影响,共同使形成的喷雾制剂具有合适的粘度、粘结
强度、剪切稀释性以及凝固速度,进而使其能够均匀的涂布于3D打印平台表面,确保成型精
度并有效避免翘曲的发生。