CN107523010A

CN107523010A - 一种用于3d高速打印的高强度材料

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Publication number: CN107523010A
Application number: CN201710797890.7A
Authority: CN
Inventors: 王明江
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2017-12-29

Abstract

本发明公开了一种用于3D高速打印的高强度材料，由如下重量份的原料组成：酚醛树脂150‑180份，聚苯颗粒20‑30份，纳米石英粉10‑20份，锡粉10‑15份，正硅酸四乙酯6‑12份，润滑剂5‑10份，稳定剂3‑8份。本发明的用于3D高速打印的高强度材料采用较为普通的材料为原料，成本大为降低，销售价格能被广泛接受。该打印材料打印时的流动性较好，有利于打印速度的提升，同时本发明的3D打印材料打印成型后具有较高的强度，适用于更为广阔的应用领域。

Description

一种用于3D高速打印的高强度材料

技术领域

本发明涉及一种3D打印材料，更确切地说，是一种用于3D高速打印的高强度材料。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

运用3D打印机进行快速打印除了对打印机本身提出更高要求外对3D打印材料的流动性要求也较高，这样才能实现3D高速打印。目前用于高速打印的材料多为进口，价格昂贵，且固化后的整体强度不高，使用范围受到较大限制。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种用于3D高速打印的高强度材料。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种用于3D高速打印的高强度材料，由如下重量份的原料组成：酚醛树脂150-180份，聚苯颗粒20-30份，纳米石英粉10-20份，锡粉10-15份，正硅酸四乙酯6-12份，润滑剂5-10份，稳定剂3-8份；

所述用于3D高速打印的高强度材料的制备方法：

首先，将酚醛树脂、聚苯颗粒、正硅酸四乙酯加入高速混合机，升温至材料熔融并以500-600rpm的速度高速混合10-15分钟，继续加入纳米石英粉、锡粉、润滑剂、稳定剂并高速混合15-20分钟，出料并冷却至室温；

然后，将混合料加入挤出机挤出造粒；

最后，将所得颗粒料加入粉碎机粉碎成细粉，所得细粉过300目筛后即得。

作为本发明较佳的实施例，所述的润滑剂为硫化钼。

作为本发明较佳的实施例，所述的稳定剂为稳定剂1010。

本发明的用于3D高速打印的高强度材料中相关组分的作用：

聚苯颗粒：发明人通过实验发现聚苯颗粒的添加可以加快本发明3D打印材料的热熔速度，打印成型后的材料固化时间也大为缩短，这样在打印机高速打印过程中降低了成品的变形风险，有利于提高打印速度。

纳米石英粉：本发明的打印材料中添加纳米石英粉有利于提高材料的整体均质性，打印机打印更为流畅，打印完成的成品内部质地更为均匀，内应力较小，成品保存时间更长，不易开裂。

锡粉：发明人通过实验发现锡粉的添加能大幅度提高打印成型后材料的强度，添加了锡粉的打印材料较未添加锡粉的打印材料强度提升明显，高强度的打印材料可以应用于更为广阔的领域。

正硅酸四乙酯：正硅酸四乙酯的添加让材料打印时的团聚性更强，具有更好的流动性。同时正硅酸四乙酯还可以有效增强打印叠加层之间的致密性，让快速打印过程中层与层之间的融合加快，有利于打印机打印速度的提高。

本发明的用于3D高速打印的高强度材料采用较为普通的材料为原料，成本大为降低，销售价格能被广泛接受。该打印材料打印时的流动性较好，有利于打印速度的提升，同时本发明的3D打印材料打印成型后具有较高的强度，适用于更为广阔的应用领域。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

[实施例1]

按重量份取酚醛树脂150份，聚苯颗粒20份，纳米石英粉10份，锡粉10份，正硅酸四乙酯6份，润滑剂5份，稳定剂3份。润滑剂为硫化钼，稳定剂为稳定剂1010。

首先，将酚醛树脂、聚苯颗粒、正硅酸四乙酯加入高速混合机，升温至材料熔融并以500rpm的速度高速混合10分钟，继续加入纳米石英粉、锡粉、润滑剂、稳定剂并高速混合15分钟，出料并冷却至室温。

然后，将混合料加入挤出机挤出造粒；

[实施例2]

按重量份取酚醛树脂180份，聚苯颗粒30份，纳米石英粉20份，锡粉15份，正硅酸四乙酯12份，润滑剂10份，稳定剂8份。润滑剂为硫化钼，稳定剂为稳定剂1010。

首先，将酚醛树脂、聚苯颗粒、正硅酸四乙酯加入高速混合机，升温至材料熔融并以600rpm的速度高速混合15分钟，继续加入纳米石英粉、锡粉、润滑剂、稳定剂并高速混合20分钟，出料并冷却至室温。

然后，将混合料加入挤出机挤出造粒；

[实施例3]

按重量份取酚醛树脂165份，聚苯颗粒25份，纳米石英粉15份，锡粉13份，正硅酸四乙酯9份，润滑剂8份，稳定剂5份。润滑剂为硫化钼，稳定剂为稳定剂1010。

首先，将酚醛树脂、聚苯颗粒、正硅酸四乙酯加入高速混合机，升温至材料熔融并以550rpm的速度高速混合13分钟，继续加入纳米石英粉、锡粉、润滑剂、稳定剂并高速混合18分钟，出料并冷却至室温。

然后，将混合料加入挤出机挤出造粒；

[实施例4]

按重量份取酚醛树脂158份，聚苯颗粒22份，纳米石英粉12份，锡粉11份，正硅酸四乙酯7份，润滑剂6份，稳定剂4份。润滑剂为硫化钼，稳定剂为稳定剂1010。

首先，将酚醛树脂、聚苯颗粒、正硅酸四乙酯加入高速混合机，升温至材料熔融并以520rpm的速度高速混合11分钟，继续加入纳米石英粉、锡粉、润滑剂、稳定剂并高速混合16分钟，出料并冷却至室温。

然后，将混合料加入挤出机挤出造粒；

[实施例5]

按重量份取酚醛树脂170份，聚苯颗粒27份，纳米石英粉18份，锡粉14份，正硅酸四乙酯11份，润滑剂9份，稳定剂7份。润滑剂为硫化钼，稳定剂为稳定剂1010。

首先，将酚醛树脂、聚苯颗粒、正硅酸四乙酯加入高速混合机，升温至材料熔融并以580rpm的速度高速混合14分钟，继续加入纳米石英粉、锡粉、润滑剂、稳定剂并高速混合19分钟，出料并冷却至室温。

然后，将混合料加入挤出机挤出造粒；

[对比实验]

将实施例1-5制备的3D打印材料用高速打印机打印成相同尺寸的测试条，同时取目前普遍使用的3种高速打印材料作为对比，将打印所得的测试条进行力学测试，测试数据如下：

组别	弯曲强度（MPa）	弯曲模量（MPa）	断裂伸长率（%）	弹性回复区间（%）
					实施例1	86	1880	15.2	5.5
实施例2	81	1740	14.7	6.4
					实施例3	78	1810	13.9	6.2
实施例4	83	1790	14.3	5.9
					实施例5	79	1850	14.8	6.7
对比1	31	1240	6.2	2.8
					对比2	26	1060	4.9	3.4
对比3	42	1360	8.2	3.1

以上数据可以看出，本发明的3D打印材料较同类产品具有更高的强度和更好的力学性能，可以应用于更多的技术领域。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种用于3D高速打印的高强度材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：酚醛树脂150-180份，聚苯颗粒20-30份，纳米石英粉10-20份，锡粉10-15份，正硅酸四乙酯6-12份，润滑剂5-10份，稳定剂3-8份；

所述用于3D高速打印的高强度材料的制备方法：

然后，将混合料加入挤出机挤出造粒；

2.根据权利要求1所述的用于3D高速打印的高强度材料，其特征在于，所述的润滑剂为硫化钼。

3.根据权利要求2所述的用于3D高速打印的高强度材料，其特征在于，所述的稳定剂为稳定剂1010。