一种可控性好的3D打印超材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可控性好的3D打印超材料及其制备方法，该超材料由含有石墨烯、纳米银、纳米氧化铕的紫外光固化复合树脂固化而来，该紫外光固化复合树脂的组成包括：石墨烯0.5‑5％、纳米银3‑15％、纳米氧化铕0.5‑5％、碳纳米管0.5‑3％、脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂2‑20％、活性单体44‑60％、紫外光引发剂1‑8％。该方法包括：采用DLP/SLA 3D打印技术，通过紫外光对紫外光固化复合树脂进行定位固化，形成具有超材料的功能层。本发明专利技术由于采用紫外光固化复合树脂，其结合DLP/SLA 3D打印技术，能够获得优良的性能，具有较高的实用意义。

【技术实现步骤摘要】
一种可控性好的3D打印超材料及其制备方法
本专利技术涉及超材料领域，尤其涉及一种可控性好的3D打印超材料及其制备方法。
技术介绍
超材料是对电磁波起调制作用的一种新型人工材料，基本原理是人为设计材料的微结构，让这样的微结构具有特定的电磁特性，从而由海量数目的微结构组成的材料宏观上可具有人们所需要的电磁功能。与传统材料技术根据自然界中已有材料的天然性质来开发电磁利用途径的传统材料技术不同，超材料技术是根据需要来人为设计材料的性质并制造材料。超材料一般是由一定数量的人造微结构且具有特定图案和材质的微结构会对经过其身的特定频段的电磁波产生调制作用。现有的超材料，例如，中国专利CN201110179700.8公开了一种超材料及其制备方法，采用超材料包括基体材料和随机分散在所述基体材料中的多个超材料单元，所述超材料单元包括介质基板和固定在介质基板上的单个或多个人造微结构。该专利公开的超材料由于采用随机分散，可控性差，在实际应用中存在缺憾。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术可控性差而研发，提出一种可控性好的3D打印超材料及其制备方法，使其应用具有实际意义。首先，本专利技术提供一种可控性好的3D打印超材料，具体技术方案如下：一种可控性好的3D打印超材料，由含有石墨烯、纳米银、纳米氧化铕的紫外光固化复合树脂在紫外光固化而来，该紫外光固化复合树脂的组成包括：石墨烯0.5-5％、纳米银3-15％、纳米氧化铕0.5-5％、碳纳米管0.5-3％、脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂2-20％、活性单体44-60％、紫外光引发剂1-8％。优选地，所述活性单体选自1，6-己二醇二丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、丙氧基化乙氧基化双酚A二丙烯酸酯中的一种或多种。优选地，所述紫外光引发剂选自苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(UV819)、2-苄基-2二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮-1(UV369)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦(TPO)中的一种或多种。其次，本专利技术提供上述超材料的制备方法，具体包括以下步骤：采用DLP/SLA3D打印技术，通过紫外光对紫外光固化复合树脂进行定位固化，形成具有超材料的功能层，该功能层包括介质层及位于介质层上的导电几何结构，该导电几何结构折射率大于不具有超材料结构的该材料所产生的导电几何折射率。优选地，该方法通过紫外光投影高分辨率图案对外光固化复合树脂进行定位曝光固化。优选地，所述导电几何结构为三维空心六边形，最小单元边长为20nm。优选地，所述导电几何结构为三维空心回字型，最小单元边长20nm。采用本专利技术公开的超材料组成及其制备方法，可以获得可控性好的3D打印超材料，同时，由于采用紫外光固化复合树脂，其结合DLP/SLA3D打印技术，能够获得优良的性能，具有较高的实用意义。具体实施方式以下结合具体实施例，对专利技术进行详细说明。实施例1采用DLP/SLA3D打印技术，对含石墨烯、纳米银、纳米氧化铕、碳纳米管的紫外光固化复合树脂进行定位固化，成型后的导电几何结构为三维空心回字型，最小单元边长20nm，具有超材料功能层包括介质层以及位于介质层上的导电几何结构，得到3D打印超材料。此3D打印超材料在较宽的频段内具有较高的折射率(折射率大于不具有超材料结构的该材料所产生的导电几何折射率)，具有较好的宽频和低色散的特性。复合紫外光固化复合树脂组成为：石墨烯2％，纳米银14％、纳米氧化铕3％、碳纳米管3％、脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂617020％，活性单体：1，6-己二醇二丙烯酸酯50％，紫外光引发剂：苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦8％。将以上组成混合搅拌均匀，得到一种3D打印超材料用紫外光固化复合树脂。实施例2采用DLP/SLA3D打印技术，对含石墨烯、纳米银、纳米氧化铕、碳纳米管的紫外光固化复合树脂进行定位固化，成型后的导电几何结构为三维空心回字型，最小单元边长20nm，具有超材料功能层包括介质层以及位于介质层上的导电几何结构，得到3D打印超材料。此3D打印超材料在较宽的频段内具有较高的折射率(折射率大于不具有超材料结构的该材料所产生的导电几何折射率)，具有较好的宽频和低色散的特性。复合紫外光固化复合树脂组成为：石墨烯5％，纳米银15％、纳米氧化铕5％、碳纳米管3％、脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂617020％，活性单体：苯氧基二乙二醇丙烯酸酯44％，紫外光引发剂：2-苄基-2二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮-18％。将上述组成混合搅拌均匀，得到一种3D打印超材料用紫外光固化复合树脂。实施例3采用DLP/SLA3D打印技术，对含碳纳米管、石墨烯、纳米银、纳米氧化铕的紫外光固化复合树脂进行定位固化，成型后的导电几何结构为三维空心六边型，最小单元边长20nm，具有超材料功能层包括介质层以及位于介质层上的导电几何结构，得到3D打印超材料。此3D打印超材料在较宽的频段内具有较高的折射率(折射率大于不具有超材料结构的该材料所产生的导电几何折射率)，具有较好的宽频和低色散的特性。复合紫外光固化复合树脂比例：石墨烯3％、纳米银10％、纳米氧化铕3％、碳纳米管2％、脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂617015％，活性单体：1，6-己二醇二丙烯酸酯30％、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯30％，紫外光引发剂：2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦2％、2-苄基-2二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮-15％。将上述组成混合搅拌均匀，得到一种3D打印超材料用紫外光固化复合树脂。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控性好的3D打印超材料，由含有石墨烯、纳米银、纳米氧化铕的紫外光固化复合树脂在紫外光固化而来，其特征在于，该紫外光固化复合树脂的组成包括：石墨烯0.5‑5％、纳米银3‑15％、纳米氧化铕0.5‑5％、碳纳米管0.5‑3％、脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂2‑20％、活性单体44‑60％、紫外光引发剂1‑8％。

【技术特征摘要】
1.一种可控性好的3D打印超材料，由含有石墨烯、纳米银、纳米氧化铕的紫外光固化复合树脂在紫外光固化而来，其特征在于，该紫外光固化复合树脂的组成包括：石墨烯0.5-5％、纳米银3-15％、纳米氧化铕0.5-5％、碳纳米管0.5-3％、脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂2-20％、活性单体44-60％、紫外光引发剂1-8％。2.根据权利要求1所述的超材料，其特征在于，所述活性单体选自1，6-己二醇二丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、丙氧基化乙氧基化双酚A二丙烯酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的超材料，其特征在于，所述紫外光引发剂选自苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-苄基-2二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮-1、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖国悦，林国顺，焦鑫，林世妥，黎新永，黄泉福，
申请(专利权)人：深圳永昌和科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44