CN107868433B - 一种水溶性3d打印支撑蜡及其制备方法 - Google Patents

一种水溶性3d打印支撑蜡及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107868433B
CN107868433B CN201711232976.1A CN201711232976A CN107868433B CN 107868433 B CN107868433 B CN 107868433B CN 201711232976 A CN201711232976 A CN 201711232976A CN 107868433 B CN107868433 B CN 107868433B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wax
water
soluble
printing support
printing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711232976.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107868433A (zh
Inventor
张金汉
陈樟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huizhou Youhengke 3d Material Technology Co ltd
Original Assignee
Huizhou Youhengke 3d Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huizhou Youhengke 3d Material Technology Co ltd filed Critical Huizhou Youhengke 3d Material Technology Co ltd
Priority to CN201711232976.1A priority Critical patent/CN107868433B/zh
Publication of CN107868433A publication Critical patent/CN107868433A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107868433B publication Critical patent/CN107868433B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02—Polyalkylene oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/24—Crystallisation aids

Abstract

本发明公开了一种水溶性3D打印支撑蜡，包括以下重量份数的组分：聚乙二醇类蜡20‑90份、水溶性增粘剂5‑50份、成核剂0.1‑1份、抗氧剂0.1‑0.5份。本发明还提供了一种上述支撑蜡的制备方法。本发明具有水溶速度快、打印精度高的特点，且去除工序简单、安全、环保、适合大规模应用，同时避免了对打印蜡模的损伤，提高了蜡模的打印精度和铸造精度。

Description

一种水溶性3D打印支撑蜡及其制备方法
技术领域
本发明涉及3D打印材料的制备领域，具体地说，涉及一种水溶性3D打印支撑蜡及其制备方法。
背景技术
与传统技术相比，3D打印蜡模具有节约成本、智能化程度高、复杂程度高、无需模具等优点，因此经消失模铸造工艺可广泛应用于珠宝等精密铸造行业。目前，3D打印蜡分为线材、粉末和块状三种，3D打印蜡线用于FDM(熔融沉积型)3D打印机，3D打印蜡粉用于SLS(选择性激光烧结)3D打印机，3D打印蜡块用于MJP(多喷头喷墨)3D打印机，其中MJP 3D打印机打印精度可达16μm，打印速度快，具有FDM和SLS 3D无法比拟的优势，因此极具应用前景。但是，3D打印蜡模的打印成型过程中，会产生大量支撑结构，支撑结构的去除直接影响蜡模的外观和后处理。世界专利WO2010132392A2用醇蜡与松香类树脂混合得到3D打印支撑蜡用于MJP 3D打印机，但是该支撑蜡存在不溶于水只溶于醇类溶剂、溶剂易挥发易燃易爆、醇类溶剂对成型蜡也会发生微溶解等问题。为改善支撑蜡的去除溶剂的安全并防止蜡模的微溶解，中国专利CN103476570B采用乙氧基化脂肪醇和水溶性增粘剂制备了水分散性的支撑蜡，但是水分散性与水溶性不同，不仅支撑蜡难以除干净导致后处理比较复杂，而且残留的支撑蜡会影响蜡模的打印精度和铸造精度。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种水溶性3D打印支撑蜡及其制备方法，本发明的3D打印支撑蜡具有水溶速度快、打印精度高的特点，且去除工序简单、安全、环保、适合大规模应用，同时避免了对打印蜡模的损伤，提高了蜡模的打印精度和铸造精度。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种水溶性3D打印支撑蜡，包括以下重量份数的组分：
聚乙二醇类蜡20-90份、水溶性增粘剂5-50份、成核剂0.1-1份、抗氧剂0.1-0.5份。
优选的，按重量份数包括以下组份：聚乙二醇类蜡68份；水溶性增粘剂32份；成核剂0.2份；抗氧剂0.2份。
在本发明中，所述聚乙二醇类蜡为聚乙二醇蜡、聚氧乙烯(聚乙二醇)蜡中的至少一种，其中聚乙二醇类蜡的熔融温度为50℃-120℃。
在本发明中，所述水溶性增粘剂为水性松香树脂、水性丙烯酸树脂中的至少一种，其中水溶性增粘剂的软化温度为60℃-150℃。
在本发明中，所述成核剂为硬脂酸盐、山梨醇、苯甲酸盐、琥珀酸盐、戊二酸盐、己酸盐、己二酸、己二酸盐、肉桂酸盐、β-萘甲酸盐中的至少一种。
在本发明中，所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类、硫酸酯类中的至少一种。本发明还提供了一种上述水溶性3D打印支撑蜡制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按组分配比称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
步骤2：将混合均匀的各组分原料在70℃-200℃下加热熔融，同时不断搅拌，得到均一分散液；
步骤3：将均一分散液在60℃-120℃下恒温过滤，得到成品，其中滤纸孔径为0.1μm-5μm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明采用聚乙二醇类蜡作为主蜡，具有优异的水溶性能，并能满足快速打印，成核剂能促进蜡的结晶并细化蜡结晶，不仅使3D打印支撑蜡打印时冷却速度快、打印精细度高，而且提高材料的刚韧平衡；
(2)本发明以水为溶剂溶解支撑结构，工序简单、安全、环保，适合大规模应用，同时打印得到的蜡模不会发生微溶解，从而打印精度和铸造精度得到进一步提高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明实施例提供了一种水溶性3D打印支撑蜡，包括以下重量份数的组分：
Figure GDA0002249700490000021
本发明的上述水溶性3D打印支撑蜡在聚乙二醇类蜡为基材的基础上，添加了水溶性增粘剂，具有优异的水溶性能。作为优选的，所述聚乙二醇类蜡为聚乙二醇蜡、聚氧乙烯(聚乙二醇)蜡中的至少一种，其中聚乙二醇类蜡的熔融温度为50℃-120℃。聚乙二醇类蜡具有优异的水溶性能，经打印后能在水中快速溶解以实现支撑结构的高效去除且不影响蜡模。
作为优选的，所述水溶性增粘剂为水性松香树脂、水性丙烯酸树脂中的至少一种，其中水溶性增粘剂的软化温度为60℃-150℃。水溶性增粘剂用于调节3D打印支撑蜡的粘度，以满足打印时层与层之间的粘结力，防止打印的支撑结构由于粘结力不足而不能成型。
作为优选的，所述成核剂为硬脂酸盐、山梨醇、琥珀酸盐、戊二酸盐、己酸盐、己二酸、己二酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐、β-萘甲酸盐中的至少一种。成核剂可以促进蜡的结晶并细化蜡结晶，不仅使3D打印支撑蜡打印时冷却速度快、打印精细度高，而且提高材料的刚韧平衡。
作为优选的，所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类、硫酸酯类中的至少一种，抗氧剂能赋予3D打印支撑蜡优异的抗氧化性能，从而在加工过程难以变质。
本发明还提供了一种上述水溶性3D打印支撑蜡制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按组分配比称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
步骤2：将混合均匀的各组分原料在70℃-200℃下加热熔融，同时不断搅拌，得到均一分散液；
步骤3：将均一分散液在60℃-120℃下恒温过滤，得到成品，其中滤纸孔径为0.1μm-5μm。
实施例1：
步骤S11：按聚乙二醇蜡90Kg、水性松香树脂50Kg、硬脂酸盐1Kg、受阻酚类抗氧剂0.5Kg称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
步骤S12：将混合均匀的各组分原料在70℃下加热熔融，同时不断搅拌，得到均一分散液；
步骤S13：将均一分散液在60℃下恒温过滤，得到成品，其中滤纸孔径为0.1μm。
实施例2：
步骤S21：按聚氧乙烯(聚乙二醇)蜡20Kg、水性丙烯酸树脂5Kg、山梨醇0.1Kg、受阻胺类抗氧剂0.1Kg称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
步骤S22：将混合均匀的各组分原料在200℃下加热熔融，同时不断搅拌，得到均一分散液；
步骤S23：将均一分散液在120℃下恒温过滤，得到成品，其中滤纸孔径为5μm。
实施例3：
步骤S31：按聚乙二醇蜡68Kg、水性松香树脂32Kg、苯甲酸盐0.2Kg、亚磷酸酯类抗氧剂0.2Kg称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
步骤S32：将混合均匀的各组分原料在150℃下加热熔融，同时不断搅拌，得到均一分散液；
步骤S33：将均一分散液在80℃下恒温过滤，得到成品，其中滤纸孔径为2μm。
实施例4：
步骤S41：按聚氧乙烯(聚乙二醇)蜡40Kg、聚乙二醇蜡30Kg、水性松香树脂15Kg、乙氧基化脂肪醇15Kg、琥珀酸盐0.3Kg、硫酸酯类0.3Kg称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
步骤S42：将混合均匀的各组分原料在120℃下加热熔融，同时不断搅拌，得到均一分散液；
步骤S43：将均一分散液在90℃下恒温过滤，得到成品，其中滤纸孔径为1μm。
实施例5：
步骤S51：按聚氧乙烯(聚乙二醇)蜡65Kg、水性丙烯酸树脂35Kg、戊二酸盐0.2Kg、受阻酚类抗氧剂0.1Kg、受阻胺类抗氧剂0.2Kg称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
步骤S52：将混合均匀的各组分原料在140℃下加热熔融，同时不断搅拌，得到均一分散液；
步骤S53：将均一分散液在85℃下恒温过滤，得到成品，其中滤纸孔径为3μm。
实施例6：
步骤S61：按乙二醇类蜡60Kg、水性松香树脂20Kg、水性丙烯酸树脂20Kg、肉桂酸盐0.2Kg、亚磷酸酯类抗氧剂0.2Kg称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
步骤S62：将混合均匀的各组分原料在160℃下加热熔融，同时不断搅拌，得到均一分散液；
步骤S63：将均一分散液在100℃下恒温过滤，得到成品，其中滤纸孔径为2μm。
对比例1：
在实施例3中，将聚乙二醇蜡换为乙氧基化脂肪醇。
对比例2：
在实施例3中，将水性松香树脂去除。
对比例3：
在实施例3中，将聚乙二醇蜡换为十八醇。
相关性能测试：
将上述实施例1-6和对比例1-3提供的加工特点和产品性能如表1所示。
表1实施例和对比例性能对比
10g/40℃下的溶解性能 打印精度 对成型蜡模的溶解
实施例1 溶于水，溶解时间3s 高 水对蜡模无溶解
实施例2 溶于水，溶解时间5s 高 水对蜡模无溶解
实施例3 溶于水，溶解时间4s 高 水对蜡模无溶解
实施例4 溶于水，溶解时间5s 高 水对蜡模无溶解
实施例5 溶于水，溶解时间3s 高 水对蜡模无溶解
实施例6 溶于水，溶解时间5s 高 水对蜡模无溶解
对比例1 分散于水，溶解时间20s 高 支撑蜡易粘附在蜡模表面
对比例2 溶于水，溶解时间4s 层与层粘结差，打印差 水对蜡模无溶解
对比例3 溶于醇类，溶解时间35s 高 醇类对蜡模有微溶解
从表1的测试结果可以看出，本发明实施例制备的水溶性3D打印支撑蜡具有较佳的水溶性、较快的水溶速度、优良的打印性能和支撑蜡溶解溶剂对蜡模无副作用。由实施例3和对比例1的测试结果可以看出，聚乙二醇类蜡实现了水溶性3D打印支撑蜡快速溶解于水的功能，由实施例3和对比例2的测试结果可以看出，水溶性增粘剂赋予了水溶性3D打印支撑蜡层与层之间的粘结力，从而实现了打印；另外，由实施例3和对比例3的测试结果可以看出，本发明的水溶性3D打印支撑蜡解决了醇溶性3D打印支撑蜡溶解时对蜡模的损伤。
以上是对本发明实施例所提供的一种水溶性3D打印支撑蜡及其制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水溶性3D打印支撑蜡，其特征在于，按重量份数包括以下组份：
Figure FDA0002249700480000011
2.根据权利要求1所述的一种水溶性3D打印支撑蜡，其特征在于，按重量份数包括以下组份：
Figure FDA0002249700480000012
3.根据权利要求1所述的一种水溶性3D打印支撑蜡，其特征在于：所述聚乙二醇类蜡为聚乙二醇蜡、聚氧乙烯(聚乙二醇)蜡中的至少一种，其中聚乙二醇类蜡的熔融温度为50℃-120℃。
4.根据权利要求1所述的一种水溶性3D打印支撑蜡，其特征在于：所述水溶性增粘剂为水性松香树脂、水性丙烯酸树脂中的至少一种，其中水溶性增粘剂的软化温度为60℃-150℃。
5.根据权利要求1所述的一种水溶性3D打印支撑蜡，其特征在于：所述成核剂为硬脂酸盐、山梨醇、苯甲酸盐、琥珀酸盐、戊二酸盐、己酸盐、己二酸、己二酸盐、肉桂酸盐、β-萘甲酸盐中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种水溶性3D打印支撑蜡，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类、硫酸酯类中的至少一种。
7.一种制备如权利要求1～5任意一项所述的水溶性3D打印支撑蜡的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按组分配比称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
(2)将混合均匀的各组分原料在70℃-200℃下加热熔融，同时不断搅拌，得到均一分散液；
(3)将均一分散液在60℃-120℃下恒温过滤，得到成品，其中滤纸孔径为0.1μm-5μm。
CN201711232976.1A 2017-11-30 2017-11-30 一种水溶性3d打印支撑蜡及其制备方法 Active CN107868433B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711232976.1A CN107868433B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 一种水溶性3d打印支撑蜡及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711232976.1A CN107868433B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 一种水溶性3d打印支撑蜡及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107868433A CN107868433A (zh) 2018-04-03
CN107868433B true CN107868433B (zh) 2020-04-21

Family

ID=61755019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711232976.1A Active CN107868433B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 一种水溶性3d打印支撑蜡及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107868433B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109535686B (zh) * 2018-11-30 2021-07-06 广州市德馨蜡制品有限公司 基于mjp技术3d打印蜡模支撑材料及其制备方法
CN112273813A (zh) * 2020-09-22 2021-01-29 柳州市旭平首饰有限公司 一种镂空饰品内镶宝石的加工方法
CN112317685A (zh) * 2020-09-22 2021-02-05 柳州市旭平首饰有限公司 一种利用水溶蜡制备球状饰品的方法
CN113458324B (zh) * 2021-06-11 2023-04-14 无锡卡仕精密科技有限公司 一种航空发动机无余量整体叶盘的加工方法
WO2023084517A1 (en) 2021-11-12 2023-05-19 Polyfos 3D Ltd Vat polymerization process
CN115197558B (zh) * 2022-08-22 2024-04-12 广州德馨新材料科技有限公司 复合材料及其制备方法与应用、3d打印方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103476570A (zh) * 2011-02-23 2013-12-25 3D系统公司 载体材料和其应用
CN106521681A (zh) * 2016-11-15 2017-03-22 中山大学惠州研究院 一种具有快速水溶性能的高强度3d打印支撑材料及其制备方法
CN106700357A (zh) * 2015-08-22 2017-05-24 黑龙江鑫达企业集团有限公司 一种水溶性3d打印支撑材料及其制备方法
CN107163589A (zh) * 2017-06-07 2017-09-15 赵�卓 3d打印用石蜡类型成型材料及其制备方法
CN107353550A (zh) * 2017-07-11 2017-11-17 杭州卓普新材料科技有限公司 一种3d打印支撑材料及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015174338A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 セイコーエプソン株式会社 三次元造形物製造装置、三次元造形物の製造方法および三次元造形物
WO2017190994A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-09 Merck Patent Gmbh Process for the manufacture of a solid pharmaceutical administration form
US20170322487A1 (en) * 2016-05-09 2017-11-09 Arconic Inc. Sla resins and methods of making and using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103476570A (zh) * 2011-02-23 2013-12-25 3D系统公司 载体材料和其应用
CN106700357A (zh) * 2015-08-22 2017-05-24 黑龙江鑫达企业集团有限公司 一种水溶性3d打印支撑材料及其制备方法
CN106521681A (zh) * 2016-11-15 2017-03-22 中山大学惠州研究院 一种具有快速水溶性能的高强度3d打印支撑材料及其制备方法
CN107163589A (zh) * 2017-06-07 2017-09-15 赵�卓 3d打印用石蜡类型成型材料及其制备方法
CN107353550A (zh) * 2017-07-11 2017-11-17 杭州卓普新材料科技有限公司 一种3d打印支撑材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107868433A (zh) 2018-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107868433B (zh) 一种水溶性3d打印支撑蜡及其制备方法
CN107383593B (zh) 一种选择性激光烧结用聚丙烯粉末及其制备方法
CN107400413B (zh) 一种纳米水性颜料喷墨墨水及其制备方法
CN104085217A (zh) 一种商业轮转润版液及其制备方法
CN107674494B (zh) 一种使包装印刷呈立体感的环保油墨及制备方法
CN108892837A (zh) 一种用于mjp3d打印的高强度成型蜡及其制备方法
CN108752970B (zh) 一种纽扣浆料、具有激光变色效果的纽扣及其制备方法
CN104538083A (zh) 一种高附着力低温固化导电银浆及其制备方法
CN103833258A (zh) 一种用于3d打印机的胶水及其制备方法
CN112011153A (zh) 一种环氧smc树脂组合物及其制备方法
CN107936582B (zh) 一种高刚韧平衡的3d打印成型蜡及其制备方法
EP2053105B1 (en) Process for production of black crayon
CN106978007A (zh) 印刷油墨
CN105346294A (zh) 一种印刷转移工艺
CN110669378A (zh) 一种水性油墨组合物及其制备方法和应用
CN102898878A (zh) 低成本、高附着力的电子束辐射固化涂料及其制备方法
CN107556808A (zh) 一种环保印刷油墨及其制备方法
CN113583510A (zh) 一种预浸纸凹版印刷水性油墨及其制备方法
EP2053106B1 (en) Crayon
CN107915898B (zh) 可交联、打印速度快、打印精细度高、可同时用于铸造和模型的3d打印成型蜡及其制备方法
EP2065450B1 (en) Crayon and method for producing the same
CN105859956A (zh) 一种用于实体材料的光敏树脂及其制备方法
CN109370295B (zh) 一种汽车塑料件专用脱漆剂
CN107652779B (zh) 一种3d打印用耐高温uv固化油墨的制备方法
CN112335770A (zh) 一种立体糖画3d打印材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant