CN109776849A - 一种光固化树脂多孔材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光固化树脂多孔材料的制备方法。该方法是在光固化树脂中掺入不溶于光固化树脂但溶于其它溶剂的颗粒状物质，再通过光固化工艺将所述光固化树脂打印成型，然后将打印完成的物体放入溶剂中，使掺入的颗粒状物质溶解，溶解的部位形成孔洞，最终获得所需的多孔材料。本发明采用3D打印技术，技术先进、操作简单，只需根据需要改变颗粒状物质的大小、数量和形状即可满足制作小型多孔材料时，其形状各异、要求繁杂的需求，能够轻易制作形状极为复杂的物体；与传统多孔材料相比，光固化树脂多孔材料密度低，性能好，制作材料价格便宜；而且打印物即打即用，工艺少，速度快。

Description

一种光固化树脂多孔材料的制备方法

技术领域

本发明涉及多孔材料的制备方法，具体为一种利用光固化树脂通过3D打印技术制备多孔材料的方法。

背景技术

多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料。千百年来，木材、海绵、珊瑚这些天然的多孔材料被人们广泛利用。近代，人们也开始自己制造多孔材料，其中，最简单的是由大量相似的棱形孔洞组成的蜂窝状材料，可用作轻质构件。更常见的是高分子泡沫材料，其用途广泛，小到随处可见的咖啡杯，大到飞机坐舱的减震垫，都有它的身影。随着现代技术的发展，金属、陶瓷、玻璃等材料也能像聚合物一样发泡。这些新型泡沫材料正逐渐被用作绝缘、缓冲、吸收冲击能量的材料，从而发挥其由多孔结构决定的独特的综合性能。与常见的连续介质材料相比较,多孔材料相对密度低、比强度高、比表面积大、重量轻、隔音、隔热、渗透性好。在传统工艺中，多孔材料的孔径、强度等性能很大程度上取决于所选用的粉末的平均粒度、粒度分布、颗粒形状等。为了制出预定性能的材料，通常要对粉末进行预处理，如退火、粒度分级、球化、球选以及加入各种添加剂等，再进行成形工艺，如冷模压烧结、松装烧结、粉末轧制、挤压、等静压制和粉浆浇注等。比如，当以金属纤维作原料时，常用液体中沉积的方法制备均匀分布的纤维毡，然后再压制、烧结成金属纤维多孔材料。用粉末制造泡沫金属，要将发泡剂和固化剂同粉末均匀混合成形，并在加热过程中经发泡固化和烧结。这些工艺复杂、操作繁琐，生产过程中废品率高，尤其是制作小型多孔材料时无法应变需求，满足设计，并且工艺流程多、制作时间长、造型固化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种灵活打印多孔材料，应变需求形状多样，制作简单速度快的光固化树脂多孔材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种光固化树脂多孔材料的制备方法，包括步骤：

1)在光固化树脂中掺入不溶于光固化树脂但溶于其它溶剂的颗粒状物质，掺入的颗粒状物质的总体积占光固化树脂总体积的50％以上；

2)通过光固化工艺将所述光固化树脂打印成型；

3)将打印完成的物体放入溶剂中，使掺入的颗粒状物质溶解，溶解的部位形成孔洞，孔洞相连，形成内部通道。

优选地，光固化工艺为3D打印技术。

优选地，孔洞和通道的大小通过改变颗粒状物质的大小来控制。

优选地，孔洞和通道的数量通过增减颗粒状物质的数量来控制。

优选地，孔洞和通道的形状通过改变颗粒状物质的形状来控制。

本发明的有益效果是：(1)采用3D打印技术，技术先进、操作简单，满足制作多孔材料时，其形状各异、要求繁杂的需求，能够轻易制作形状极为复杂的物体；(2)制作材料价格便宜，造价成本低；(3)与由多种金属、合金以及难熔金属的碳化物、氮化物、硼化物和硅化物等制成的传统多孔材料相比，光固化树脂多孔材料密度低，重量小，但减震、缓冲、绝缘和机械性能更好；(4)采用安全环保的树脂材料，无毒无味吸水率低；(5)即打即用，制作流程少、速度快。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的制作方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明涉及的一种光固化树脂多孔材料的制备方法，其步骤是：

步骤1：在光固化树脂中掺入不溶于光固化树脂但溶于其它溶剂的颗粒状物质，掺入的颗粒状物质的总体积占光固化树脂总体积的50％以上；

步骤2：通过光固化工艺，即3D打印技术，将所述光固化树脂打印成型；

步骤3：将打印完成的物体放入溶剂中，使掺入的颗粒状物质溶解，溶解的部位形成孔洞，孔洞相连，形成内部通道。

在3D打印制作多孔材料的过程中，孔洞和通道的大小可以通过改变颗粒状物质的大小来控制；孔洞和通道的数量可以通过增减颗粒状物质的数量来控制；孔洞和通道的形状可以通过改变颗粒状物质的形状来控制。也就是说，要制作满足设计需要的多孔材料，只需要制作与之相对应的颗粒状物质，控制颗粒状物质的数量即可满足。

另外，还可以通过置换或加入添加剂，改变光固化树脂的组份，从而改变多孔材料的物理、化学性质，使之更符合设计需要。

在本发明的实施例中，所用光固化树脂、溶剂均为市售产品，对其规格没有特别的限制。

需要说明的是，在本发明的实施例中，对光固化树脂多孔材料进行制作的设备是光固化3D打印机，型号为enca-1，是为例进行说明，本领域技术人员可以知晓的是，这仅仅是本发明实施例的一种示例性说明，并不用以对本发明的方案构成限定。

实施例1

使用盐粉作为颗粒状物质，使用水作为溶剂。

1)根据设计需要，批量制作粒径0.03mm左右的盐粉粒，作为“打孔”的颗粒状物质；

2)在光固化树脂中掺入盐粉粒，掺入的盐粉粒与光固化树脂的体积比为70％；

3)通过光固化3D打印机将掺有盐粉粒的光固化树脂打印成型；

4)将打印完成的物体放入水中，使掺入的盐粉粒在水中溶解；

5)溶解后，原先盐粉粒所在的部位形成孔洞，孔洞之间相连结，形成通道。

根据如上实施例所述的本发明的方案，其通过在打印使用的光固化树脂中添加不溶于树脂但溶于水的盐粉，将材质打印成型后，使盐粉溶解在水中露出孔洞，以此实现光固化树脂多孔材料的制作。当掺入盐粉的的体积比≥70％时，盐粉粒之间互相挨着，也就是说，盐粒溶解后，孔洞相互连结形成通道。

实施例2

使用壳聚糖作为颗粒状物质，使用水作为溶剂。

1)根据设计需要，批量制作粒径0.05mm的壳聚糖粒，作为“打孔”的颗粒状物质；

2)在光固化树脂中掺入壳聚糖粒，掺入的壳聚糖粒与光固化树脂的体积比大于50％；

3)通过光固化3D打印机将掺有壳聚糖粒的光固化树脂打印成型；

4)将打印完成的物体放入水中，使掺入的壳聚糖粒在水中溶解；

5)溶解后，原先壳聚糖粒所在的部位形成孔洞，孔洞之间相连结，形成通道。

根据如上实施例所述的本发明的方案，其通过在打印使用的光固化树脂中添加不溶于树脂但溶于水的壳聚糖，将材质打印成型后，使壳聚糖溶解在水中露出孔洞，以此实现光固化树脂多孔材料的制作。当掺入壳聚糖的体积比大于50％时，壳聚糖粒之间互相挨着，也就是说，壳聚糖粒溶解后，孔洞相互连结形成通道。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光固化树脂多孔材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

1)在光固化树脂中掺入不溶于光固化树脂但溶于其它溶剂的颗粒状物质，掺入的颗粒状物质的总体积占光固化树脂总体积的50％以上；

2)通过光固化工艺将所述光固化树脂打印成型；

3)将打印完成的物体放入溶剂中，使掺入的颗粒状物质溶解，溶解的部位形成孔洞，孔洞相连，形成内部通道。

2.根据权利要求1所述的一种光固化树脂多孔材料的制备方法，其特征在于：所述光固化工艺为3D打印技术。

3.根据权利要求1所述的一种光固化树脂多孔材料的制备方法，其特征在于：所述孔洞和通道的大小通过改变颗粒状物质的大小来控制。

4.根据权利要求1所述的一种光固化树脂多孔材料的制备方法，其特征在于：所述孔洞和通道的数量通过增减颗粒状物质的数量来控制。

5.根据权利要求1所述的一种光固化树脂多孔材料的制备方法，其特征在于：所述孔洞和通道的形状通过改变颗粒状物质的形状来控制。