一种3D打印氰酸酯墨水及其制备方法和应用与流程
2021-02-02 14:02:42|330|起点商标网
一种3d打印氰酸酯墨水及其制备方法和应用
技术领域
[0001]
本发明涉及3d打印高性能树脂材料技术领域,尤其涉及一种3d打印氰酸酯墨水及其制备方法和应用。
背景技术:
[0002]
高性能热固性树脂由于其优异的机械性能与耐热性能,被广泛用于航空航天、汽车工业等前沿领域。但是由于其较为苛刻的成型条件,所以实现热固性树脂的3d打印较为困难。近年来,采用先光固化成型再后处理实现热固性树脂3d打印的策略取得了较好的效果,例如环氧树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等,但仍然存在耐热性能不高、打印精度较低、力学性能差等诸多问题。所以,如何在保持热固性树脂原有性能的前提下实现其高精度3d打印变得尤为关键。
技术实现要素:
[0003]
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种3d打印氰酸酯墨水及其制备方法与应用。本发明提供的3d打印氰酸酯墨水具有的形成双网络交联结构的能力,具有较高的打印精度高,所得3d打印氰酸酯墨水经预固化和热固化处理后,所得成型件具有优异的耐热性能和力学性能。
[0004]
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
[0005]
本发明提供了一种3d打印氰酸酯墨水,包括以下组分:
[0006]
氰酸酯树脂,甲基丙烯酸缩水甘油酯,活性稀释剂,光引发剂,交联剂和染料;
[0007]
所述氰酸酯树脂为双酚f氰酸酯、双酚m氰酸酯、双酚e型氰酸酯、酚醛型氰酸酯、双环戊二烯型氰酸酯和双酚a型氰酸酯中的一种或几种;
[0008]
所述活性稀释剂为n-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯、四氢呋喃丙烯酸酯、4-丙烯酰吗啉、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或几种;
[0009]
所述光引发剂为irgacure 184、darocur 1173、irgacure 2959、irgacure 369、irgacure 907、irgacure 651、irgacure 250、irgacure 819和lucirin tpo中的一种或几种;
[0010]
所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、双-季戊四醇六丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种;
[0011]
所述染料为奥丽素黄190、奥丽素蓝755、奥丽素橙247和奥丽素棕322中的一种或几种。
[0012]
优选地,所述氰酸酯树脂和甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比≥1。
[0013]
优选地,所述氰酸酯树脂与活性稀释剂的质量比为60:(15~200)。
[0014]
优选地,所述氰酸酯树脂和光引发剂的质量比为60:(0.2~1.0)。
[0015]
优选地,所述交联剂与活性稀释剂的质量比为1:(0.1~50)。
[0016]
优选地,所述光引发剂和染料的质量比为(0.1~20):(0.01~1)。
[0017]
本发明还提供了上述技术方案所述的3d打印氰酸酯墨水的制备方法,包括以下步骤:
[0018]
将交联剂和活性稀释剂混合,得到第一溶液;
[0019]
将所述第一溶液、光引发剂和染料混合,得到光固化基体树脂;
[0020]
将所述光固化基体树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯和氰酸酯树脂混合,得到所述3d打印氰酸酯墨水。
[0021]
本发明还提供了上述技术方案所述的3d打印氰酸酯墨水或上述技术方案所述的制备方法得到的3d打印氰酸酯墨水在3d打印中的应用。
[0022]
优选地,所述应用包括以下步骤:
[0023]
将3d打印氰酸酯墨水预固化,得到预成型件;
[0024]
将所述预成型件进行热固化处理,得到成型件。
[0025]
优选地,所述热固化处理包括依次进行的第一热处理、第二热处理、第三热处理、第四热处理和第五热处理;
[0026]
所述第一热处理的温度为100~140℃,保温时间为2~8h;
[0027]
所述第二热处理的温度为150~160℃,保温时间为2~8h;
[0028]
所述第三热处理的温度为170~180℃,保温时间为2~8h;
[0029]
所述第四热处理的温度为190~210℃,保温时间为2~8h;
[0030]
所述第五热处理的温度为220~280℃,保温时间为2~8h。
[0031]
本发明提供了一种3d打印氰酸酯墨水,包括以下组分:氰酸酯树脂,甲基丙烯酸缩水甘油酯,活性稀释剂,光引发剂,交联剂和染料;所述氰酸酯树脂为双酚f氰酸酯、双酚m氰酸酯、双酚e型氰酸酯、酚醛型氰酸酯、双环戊二烯型氰酸酯和双酚a型氰酸酯中的一种或几种;所述活性稀释剂为n-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯、四氢呋喃丙烯酸酯、4-丙烯酰吗啉、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或几种;所述光引发剂为irgacure 184、darocur 1173、irgacure 2959、irgacure 369、irgacure 907、irgacure 651、irgacure 250、irgacure 819和lucirin tpo中的一种或几种;所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、双-季戊四醇六丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种;所述染料为奥丽素黄190、奥丽素蓝755、奥丽素橙247和奥丽素棕322中的一种或几种。
[0032]
本发明使用交联剂三烯丙基异氰脲酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、双-季戊四醇六丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种,可使树脂体系在交联后形成高交联度体系;本发明使用活性稀释剂n-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯、四氢呋喃丙烯酸酯、4-丙烯酰吗啉、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或几种,可以较好的溶解交联剂与氰酸酯树脂,使3d打印氰酸酯墨水具有适合3d打印的流变性能;本发明使用光引发剂irgacure 184、darocur 1173、irgacure2959、irgacure 369、irgacure 907、irgacure 651、irgacure 250、irgacure 819和lucirin tpo中的一种或几种,可以促使活性稀释剂在3d打印的光固化过程中与交联剂形成网状交联结构;本发明加入的染料能够降低3d打印氰酸酯墨水对于光的敏感程度,防止打印件边缘过度固化,从而提高氰酸酯墨水的打印精度。本发明提供的3d打印氰酸酯墨
水,由于其优化的活性稀释剂、交联剂、染料、光引发剂配方,赋予了3d打印氰酸酯墨水极高的打印精度,使最终打印出来的成型件具有优异的力学性能和耐热性能。
[0033]
本发明还提供了上述技术方案所述的3d打印氰酸酯墨水的制备方法,本发明提供的制备方法简单、易操作。
[0034]
本发明还提供了上述技术技术方案所述的3d打印氰酸酯墨水在3d打印中的应用,本发明先将3d打印氰酸酯墨水通过预固化,再通过热固化处理进一步固化,使氰酸酯树脂完全反应,使得到的成型件具有高精度、优异的力学性能和耐热性能。
[0035]
实施例的数据表明,本发明提供的3d打印氰酸酯墨水经光固化和热固化处理后所得成型件的拉伸强度可以达到95mpa,玻璃化转变温度(t
g
)高达191℃,初始分解温度(t
5%
)高达338℃。
附图说明
[0036]
图1为实施例1中双酚a型氰酸酯单体、3d打印氰酸酯墨水、光固化基体树脂以及成型件的红外谱图;
[0037]
图2为实施例1所得光固化基体树脂、3d打印氰酸酯墨水和双酚a型氰酸酯单体的粘度曲线;
[0038]
图3为实施例1所得成型件在常温下的应力-应变曲线;
[0039]
图4为实施例1和实施例2所得成型件的损耗因子(tanδ)-温度曲线;
[0040]
图5为实施例1和实施例2所得成型件的热重(tg)-温度曲线;
[0041]
图6为实施例1~6所得成型件的外观图。
具体实施方式
[0042]
本发明提供了一种3d打印氰酸酯墨水,包括以下组分:
[0043]
氰酸酯树脂,甲基丙烯酸缩水甘油酯,活性稀释剂,光引发剂,交联剂和染料。
[0044]
在本发明中,如无特殊说明,本发明所用原料均为市售产品。
[0045]
在本发明中,所述氰酸酯树脂为双酚f氰酸酯、双酚m氰酸酯、双酚e型氰酸酯、酚醛型氰酸酯、双环戊二烯型氰酸酯和双酚a型氰酸酯中的一种或几种,优选为双酚f氰酸酯或双酚a型氰酸酯。本发明加入的氰酸酯树脂,在打印件热处理过程中,可以自聚生成三嗪环化结构,同时与光固化基体树脂形成网络互穿结构,提高3d打印氰酸酯墨水的机械性能与热稳定性。
[0046]
本发明对所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的来源不做具体限定。本发明加入甲基丙烯酸缩水甘油酯,在固化过程中,甲基丙烯酸缩水甘油酯的不饱和双键与活性稀释剂或交联剂反应,甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧基团与氰酸酯基团反应,从而减少光固化基体树脂与氰酸酯树脂间相分离的出现;赋予成型件优异的机械性能与耐热性能。
[0047]
在本发明中,所述活性稀释剂为n-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯、四氢呋喃丙烯酸酯、4-丙烯酰吗啉、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或几种,优选为n-乙烯基吡咯烷酮或甲基丙烯酸羟乙酯。
[0048]
在本发明中,所述光引发剂为irgacure 184、darocur 1173、irgacure 2959、irgacure 369、irgacure 907、irgacure 651、irgacure 250、irgacure 819和lucirin tpo
中的一种或几种,优选为irgacure 184或irgacure 819。
[0049]
在本发明中,所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、双-季戊四醇六丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种,优选为三烯丙基异氰脲酸酯或双-季戊四醇六丙烯酸酯。
[0050]
在本发明中,所述染料为奥丽素黄190、奥丽素蓝755、奥丽素橙247和奥丽素棕322中的一种或几种,优选为奥丽素黄190或奥丽素蓝755。在本发明中,染料的加入能够降低3d打印氰酸酯墨水对于光的敏感程度,防止打印件边缘过度固化,从而提高氰酸酯墨水的打印精度。
[0051]
在本发明中,所述氰酸酯树脂和甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比优选≥1,具体优选为20。
[0052]
在本发明中,所述氰酸酯树脂与活性稀释剂的质量比优选为60:(15~200),进一步优选为60:(20~45),具体优选为60:30、60:36.82、60:45、60:24.23或60:40。
[0053]
在本发明中,所述氰酸酯树脂和光引发剂的质量比优选为60:(0.2~1.0),具体优选为60:0.6、60:0.32或60:0.4。
[0054]
在本发明中,所述交联剂与活性稀释剂的质量比优选为1:(0.1~50),具体优选为1:3、1:2或1:1。
[0055]
在本发明中,所述光引发剂和染料的质量比优选为(0.1~20):(0.01~1),具体优选为0.6:0.036、0.32:0.019或0.4:0.024。
[0056]
本发明还提供了上述技术方案所述的3d打印氰酸酯墨水的制备方法,包括以下步骤:
[0057]
将交联剂和活性稀释剂,得到第一溶液;
[0058]
将所述第一溶液、光引发剂和染料混合,得到光固化基体树脂;
[0059]
将所述光固化基体树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯和氰酸酯树脂混合,得到所述3d打印氰酸酯墨水。
[0060]
本发明将交联剂和活性稀释剂混合,得到第一溶液。
[0061]
本发明对所述的方式不做具体限定,只要能够将交联剂和活性稀释剂混合均匀即可。
[0062]
得到第一溶液后,本发明将所述第一溶液、光引发剂和染料混合,得到3d打印光固化基体树脂。
[0063]
本发明对所述混合的方式不做具体限定,只要能够使第一溶液、光引发剂和染料混合均匀即可。
[0064]
得到光固化基体树脂后,本发明将所述光固化基体树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯和氰酸酯树脂混合,得到所述3d打印氰酸酯墨水。
[0065]
本发明对所述混合的方式不做具体限定,只要能够将光固化基体树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯和氰酸酯树脂混合均匀即可。在本发明中,所述混合结束后,本发明优选将所得混合料液真空脱泡,本发明对所述真空脱泡的参数不做具体限定。
[0066]
本发明还提供了上述技术方案所述的3d打印氰酸酯墨水或上述技术方案所述的制备方法得到的3d打印氰酸酯墨水在3d打印中的应用
[0067]
在本发明中,当所述3d打印氰酸酯墨水应用于3d打印时,优选包括以下步骤:
[0068]
将3d打印氰酸酯墨水预固化,得到预成型件;
[0069]
将所述预成型件进行热固化处理,得到成型件。
[0070]
本发明将3d打印氰酸酯墨水预固化,得到预成型件。
[0071]
在本发明中,所述预固化的方式优选为紫外光固化;所述紫外光固化的时间优选为5min。在本发明中,所述预固化用设备优选为数字光处理装置或立体光刻装置。
[0072]
得到预成型件后,本发明将所述预成型件进行热固化处理,得到成型件。
[0073]
在本发明中,所述热固化处理优选包括依次进行的第一热处理、第二热处理、第三热处理、第四热处理和第五热处理。
[0074]
在本发明中,所述第一热处理的温度优选为100~140℃,保温时间优选为2~8h;所述第二热处理的温度优选为150~160℃,保温时间优选为2~8h;所述第三热处理的温度优选为170~180℃,保温时间优选为2~8h;所述第四热处理的温度优选为190~210℃,保温时间优选为2~8h;所述第五热处理的温度优选为220~280℃,保温时间优选为2~8h。
[0075]
本发明提供的3d打印氰酸酯墨水经预固化和热固化处理得到的成型件具有优异的力学性能和耐热性能。
[0076]
下面结合实施例对本发明提供的3d打印氰酸酯墨水及其制备方法和应用进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0077]
实施例1
[0078]
将15g三烯丙基异氰脲酸酯充分溶解于45gn-乙烯基吡咯烷酮单体中形成均质溶液,然后加入0.6g光引发剂irgacure 819,0.036g奥丽素黄190,充分搅拌均匀后得到光固化基体树脂;再将所得光固化基体树脂、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入60g双酚a型氰酸酯中,搅拌均匀,真空脱泡后可以得到最终的3d打印氰酸酯墨水。
[0079]
将制备的3d打印氰酸酯墨水进行紫外光固化,得到预成型件,将预成型件进行热固化处理,得到成型件;其中紫外光固化的时间为5min,热固化处理:100℃/4h+160℃/6h+180℃/8h+200℃/8h,后处理280℃/8h。
[0080]
实施例2
[0081]
将12.27g三烯丙基异氰脲酸酯充分溶解于36.82gn-乙烯基吡咯烷酮单体中形成均质溶液,然后加入0.6g光引发剂irgacure 819,0.036g染料奥丽素黄190,充分搅拌均匀后得到光固化基体树脂;再将所得光固化基体树脂、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入60g双酚a型氰酸酯中,搅拌均匀,真空脱泡后可以得到最终的3d打印氰酸酯墨水。
[0082]
将制备的3d打印氰酸酯墨水进行紫外光固化,得到预成型件,将预成型件进行热固化处理,得到成型件;其中紫外光固化的时间为10min,热固化处理:100℃/4h+160℃/6h+180℃/8h+200℃/8h,后处理280℃/8h。
[0083]
实施例3
[0084]
将10g三烯丙基异氰脲酸酯充分溶解于30gn-乙烯基吡咯烷酮单体中形成均质溶液,然后加入0.4g光引发剂irgacure 819,0.024g染料奥丽素黄190,充分搅拌均匀后得到光固化基体树脂;再将所得光固化基体树脂、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入60g双酚a型氰酸酯中,搅拌均匀,真空脱泡后可以得到最终的3d打印氰酸酯墨水。
[0085]
将制备的3d打印氰酸酯墨水进行紫外光固化,得到预成型件,将预成型件进行热固化处理,得到成型件;其中紫外光固化的时间为10min,热固化处理:100℃/4h+160℃/6h+
180℃/8h+200℃/8h,后处理280℃/8h。
[0086]
实施例4
[0087]
将8.07g三烯丙基异氰脲酸酯充分溶解于24.23g n-乙烯基吡咯烷酮单体中形成均质溶液,然后加入0.32g光引发剂irgacure 819,0.019g染料奥丽素黄190,充分搅拌均匀后得到光固化基体树脂;再将所得光固化基体树脂、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入60g双酚a型氰酸酯中,搅拌均匀,真空脱泡后可以得到最终的3d打印氰酸酯墨水。
[0088]
将制备的3d打印氰酸酯墨水进行紫外光固化,得到预成型件,将预成型件进行热固化处理,得到成型件;其中紫外光固化的时间为10min,热固化处理:100℃/4h+160℃/6h+180℃/8h+200℃/8h,后处理280℃/8h。
[0089]
实施例5
[0090]
将15g三烯丙基异氰脲酸酯充分溶解于45gn-乙烯基吡咯烷酮单体中形成均质溶液,然后加入0.6g光引发剂irgacure 819,0.036g染料奥丽素黄190,充分搅拌均匀后得到光固化基体树脂;再将所得光固化基体树脂、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入60g双酚f型氰酸酯中,搅拌均匀,真空脱泡后可以得到最终的3d打印氰酸酯墨水。
[0091]
将制备的3d打印氰酸酯墨水进行紫外光固化,得到预成型件,将预成型件进行热固化处理,得到成型件;其中紫外光固化的时间为10min,热固化处理:100℃/4h+160℃/6h+180℃/8h+200℃/8h,后处理280℃/8h。
[0092]
实施例6
[0093]
将20g三烯丙基异氰脲酸酯充分溶解于40gn-乙烯基吡咯烷酮单体中形成均质溶液,然后加入0.6g光引发剂irgacure 819,0.036g染料奥丽素黄190,充分搅拌均匀后得到光固化基体树脂;再将所得光固化基体树脂、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入60g双酚a型氰酸酯中,搅拌均匀,真空脱泡后可以得到最终的3d打印氰酸酯墨水。
[0094]
将制备的3d打印氰酸酯墨水进行紫外光固化,得到预成型件,将预成型件进行热固化处理,得到成型件;其中紫外光固化的时间为10min,热固化处理:100℃/4h+160℃/6h+180℃/8h+200℃/8h,后处理280℃/8h。
[0095]
实施例7
[0096]
将20g三烯丙基异氰脲酸酯充分溶解于40gn-乙烯基吡咯烷酮单体中形成均质溶液,然后加入0.6g光引发剂irgacure 819,0.036g染料奥丽素黄190,充分搅拌均匀后得到光固化基体树脂;再将所得光固化基体树脂、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入60g双酚f型氰酸酯中,搅拌均匀,真空脱泡后可以得到最终的3d打印氰酸酯墨水。
[0097]
将制备的3d打印氰酸酯墨水进行紫外光固化,得到预成型件,将预成型件进行热固化处理,得到成型件;其中紫外光固化的时间为10min,热固化处理:100℃/4h+160℃/6h+180℃/8h+200℃/8h,后处理280℃/8h。
[0098]
实施例8
[0099]
将30g三烯丙基异氰脲酸酯充分溶解于30gn-乙烯基吡咯烷酮单体中形成均质溶液,然后加入0.6g光引发剂irgacure 819,0.036g染料奥丽素黄190,充分搅拌均匀后得到光固化基体树脂;再将所得光固化基体树脂、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入60g双酚a型氰酸酯中,搅拌均匀,真空脱泡后可以得到最终的3d打印氰酸酯墨水。
[0100]
将制备的3d打印氰酸酯墨水进行紫外光固化,得到预成型件,将预成型件进行热
固化处理,得到成型件;其中紫外光固化的时间为10min,热固化处理:100℃/4h+160℃/6h+180℃/8h+200℃/8h,后处理280℃/8h。
[0101]
实施例9
[0102]
将30g三烯丙基异氰脲酸酯充分溶解于30gn-乙烯基吡咯烷酮单体中形成均质溶液,然后加入0.6g光引发剂irgacure 819,0.036g染料奥丽素黄190,充分搅拌均匀后得到光固化基体树脂;再将所得光固化基体树脂、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入60g双酚f型氰酸酯中,搅拌均匀,真空脱泡后可以得到最终的3d打印氰酸酯墨水。
[0103]
将制备的3d打印氰酸酯墨水进行紫外光固化,得到预成型件,将预成型件进行热固化处理,得到成型件;其中紫外光固化的时间为10min,热固化处理:100℃/4h+160℃/6h+180℃/8h+200℃/8h,后处理280℃/8h。
[0104]
实施例10
[0105]
将15g三烯丙基异氰脲酸酯充分溶解于45g甲基丙烯酸羟乙酯单体中形成均质溶液,然后加入0.6g光引发剂irgacure 819,0.036g染料奥丽素黄190,充分搅拌均匀后得到光固化基体树脂;再将所得光固化基体树脂、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入60g双酚f型氰酸酯中,搅拌均匀,真空脱泡后可以得到最终的3d打印氰酸酯墨水。
[0106]
将制备的3d打印氰酸酯墨水进行紫外光固化,得到预成型件,将预成型件进行热固化处理,得到成型件;其中紫外光固化的时间为10min,热固化处理:100℃/4h+160℃/6h+180℃/8h+200℃/8h,后处理280℃/8h。
[0107]
性能检测
[0108]
红外光谱测试:对实施例1中的双酚a型氰酸酯单体、3d打印氰酸酯墨水、光固化基体树脂以及成型件进行红外测试,所得红外图谱如图1所示;从图1可知,相比双酚a型氰酸酯和3d打印氰酸酯墨水,经过光固化且热固化处理的成型件中的氰基二重吸收峰(2271cm-1
和2236cm-1
)消失,三嗪结构红外特征吸收峰出现(1367cm-1
和1508cm-1
),说明3d打印氰酸酯墨水在经光固化和热固化处理之后,氰酸酯基团全部反应,同时三嗪结构生成;相比于3d打印氰酸酯墨水,经光固化和热固化处理的成型件的环氧基团红外特征吸收峰(916cm-1
)消失,说明所加入的甲基丙烯酸缩水甘油酯中的环氧基团已全部反应。这些结果表明3d打印氰酸酯墨水中的热固性树脂在经光固化和热固化后,已反应完全。
[0109]
粘度测试:
[0110]
对实施例1所得光固化基体树脂、3d打印氰酸酯墨水和双酚a型氰酸酯单体的粘度进行测试,所得粘度曲线如图2所示:从图2中可知:光固化基体树脂的粘度最小,约为0.025pa
·
s;双酚a型氰酸酯的粘度最大,约为0.11pa
·
s;3d打印氰酸酯墨水的粘度基本不受剪切速率的影响。这些结果表明本发明实施例1制备的3d打印氰酸酯墨水粘度极低,适合于3d打印,有利于提高打印精度。
[0111]
采用相同的方法对实施例2~10所得3d打印氰酸酯墨水的粘度,结果如表1所示。
[0112]
表1实施例2~10所得3d打印氰酸酯墨水的粘度
[0113][0114][0115]
从表1可以看出:本发明提供的3d打印氰酸酯墨水均具有较低的粘度,适合于3d打印的条件。
[0116]
力学性能测试:
[0117]
在万能试验机上对实施例1所得3d打印氰酸酯墨水经光固化-热固化处理后形成的成型件进行力学性能测试,万能试验机的参数设置包括:拉伸速率5mm/s,图3为实施例1所得3d打印氰酸酯墨水经光固化-热固化处理后形成的成型件在常温下的应力-应变曲线。从图3可以看出:实施例1制备的3d打印氰酸酯墨水经光固化、热固化处理后所得成型件在常温下拉伸强度约为95mpa,断裂伸长率约为5.2%,说明本实施例制备的3d打印氰酸酯墨水经光固化且热固化处理后具有突出的力学性能。
[0118]
采用上述方法对实施例2~10所得成型件进行力学性能测试,结果如表2所示。
[0119]
表2实施例1~10所得成型件进行力学性能测试结果
[0120][0121]
从表2可以看出:本发明提供的3d打印氰酸酯墨水可以达到较高的拉伸强度,且断裂伸长率波动不大。
[0122]
耐热性测试:
[0123]
(1)对实施例1和实施例2所得3d打印氰酸酯墨水经光固化-热固化处理形成的成型件的损耗因子(tanδ)-温度曲线进行测试,所得结果如图4所示。根据图4可以看出:实施例1和实施例2提供的3d打印氰酸酯墨水经光固化且热固化处理后所得成型件的玻璃化转变温度(t
g
)分别可达188℃和191℃,证明本发明所制备的3d打印氰酸酯墨水经光固化且热固化处理后具有突出的耐热性。
[0124]
(2)对实施例1和实施例2制备的3d打印氰酸酯墨水经光固化-热固化处理形成的成型件的热重(tg)-温度曲线进行测试,所得结果如图5所示。根据图5可以看出,实施例1和实施例2提供的3d打印氰酸酯墨水经光固化且热固化处理后初始分解温度(t
5%
)分别可达333℃和338℃,600℃残留率(y
600℃
)分别为17.64%和19.25%,证明本发明所制备的3d打印氰酸酯墨水经光固化且热固化处理后具有较高的热稳定性。
[0125]
采用上述方法对实施例3~10所得成型件的玻璃转化温度、初始分解温度(t
5%
)和600℃残留率(y
600℃
)进行测试,结果如表3所示。
[0126]
表3实施例1~10所得成型件的耐热性测试结果
[0127][0128]
从表3可以看出:本发明提供的3d打印氰酸酯墨水都具有较高的玻璃化转变温度与初始分解温度,墨水体系可以适用于180℃以下的高温极端环境使用。
[0129]
图6为实施例1~6所得成型件的外观图,从图6可以看出:本发明提供的3d打印氰酸酯墨水能够打印各种不同形状、不同结构、不同尺寸的3d打印件,证明本发明所制备的3d打印氰酸酯墨水具有打印各种高精度复杂结构的能力。
[0130]
由以上实施例可以看出,本发明提供的3d打印氰酸酯墨水有适用于3d打印的粘度,能够实现精密器件的高精度打印,且打印件兼具突出的力学性能和热稳定性,具有较大的应用价值。
[0131]
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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