【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，特别是涉及一种光固化3d打印发泡材料及其制备方法。
技术介绍
1、发泡材料具有轻质、隔热、隔音、吸震等优点，可以用于包装、电子封装、医疗等多种领域。发泡材料的制备方法通常通过在原料中加入发泡剂，在一定温度下利用化学反应释放气体，使材料发生膨胀，形成泡沫结构。
2、光固化3d打印技术是一种基于光敏树脂的增材制造技术，通过使用紫外光或其他特定波长的光照射在光敏树脂上，使其发生固化，从而逐层构建出三维物体。由于光固化3d打印技术的光固化树脂通常是液态，因此将这种技术应用于制备发泡材料可能会面临一些挑战，比如气泡分布和大小控制等。一些研究尝试在光固化打印中引入微小气泡或微孔结构以改善材料特性。例如，中国专利cn 105504995 b中公开了一种喷墨打印用发泡油墨，在uv-led光作用下生成co2进行发泡，形成3d微孔；中国专利cn 115120779 a中则介绍了一种3d打印水凝胶泡沫材料，通过混合发泡剂和固化剂，并与细胞悬液混合用于生物打印。然而这些方法均受限于特定设备，且发泡不均匀、发泡比例与类型(如开孔与闭孔结构)的调整缺乏灵活性，难以满足多样化的应用需求。另外，含氟发泡材料因氟原子的引入可显著降低聚合物的表面能，以提高含氟发泡材料的防污、防水、耐腐蚀和耐化学品的性能，这使得含氟发泡材料在高性能应用中具有很高的潜力，然而，现有技术中，光固化3d打印制备含氟发泡材料还鲜有报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种光固化3d打印发泡材料，包括如下组份：第一光固化单体、第二光固化单体、交联剂、发泡剂、光引发剂和填料；
3、所述第一光固化单体为不含氟光固化单体，其质量分数为51～95.5wt％；
4、所述第二光固化单体为含氟光固化单体，其质量分数为2-27wt％；
5、所述交联剂的质量分数为1～8wt％；
6、所述发泡剂的质量分数为1～8wt％；
7、所述光引发剂的质量分数为0.5～1wt％；
8、所述填料为无机填料或植物纤维，其质量分数为0～5wt％。
9、相对于现有技术，本专利技术通过合理配比光固化单体、交联剂、发泡剂及光引发剂，以解决光固化3d打印发泡材料过程中气泡分布不均、发泡比例难和类型难以调控以及复杂结构打印受限的问题；同时，通过引入含氟的第二光固化单体，可显著增强光固化3d打印发泡材料的防污性、防水性、耐腐蚀性和溶剂抵抗性等性能，以使该发泡材料的应用更为广泛。
10、进一步地，所述第二光固化单体为2,2,3,4,4,4-六氟丁基丙烯酸酯、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙酯、丙烯酸2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙酯中的任一种。
11、进一步地，所述第一光固化单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸月桂酯、1,6已二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任一种或几种。
12、进一步地，所述交联剂为马来酰亚胺、苯并噁嗪和过氧化二异丙苯中的任一种或几种。
13、进一步地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、4,4'-氧双(苯磺酰脲)、苯磺酸钠，二碳酸二叔丁酯中的任一种或几种。
14、进一步地，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-形态学啉-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基次膦酸酯中的任一种或几种。
15、进一步地，所述无机填料为二氧化硅、纳米氧化铝、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛中的一种或几种；
16、所述植物纤维为棉花、稻壳、谷物、杨木粉、松木粉、杂木粉、红木粉、白杨木粉、枫木粉、樟木粉、橡木粉、椰土纤维粉、纸浆纤维、草浆纤维中任一种或多种。
17、同时，本专利技术的另一目的在于提供了一种光固化3d打印发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
18、s1：将所述第一光固化单体、所述第二光固化单体、所述交联剂、所述发泡剂、所述光引发剂和所述填料按一定的配比在常温下充分混合溶解，作为用于光固化3d打印发泡材料的前驱体；
19、s2：将所述步骤s1中获得的前驱体置于3d打印机的墨盒中，根据预设的发泡材料的参数进行打印，同时用光照射，获得未发泡材料；
20、s3：将所述步骤s2中获得的未发泡材料置于烘箱中加热进行发泡，获得发泡材料。
21、相对于现有技术，本专利技术在制备过程中通过合理配比光固化单体、交联剂、发泡剂以及光引发剂，实现了在光固化3d打印完成后，仅需简单加热即可实现发泡，操作简单便捷且不受特定设备限制；同时，采用该方法不仅保留了光固化3d打印技术的高精度与灵活性，还巧妙地融入了热发泡机制，为材料内部结构的精细调控与优化开辟了新途径。
22、进一步地，所述第二光固化单体为甲基丙烯酸2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙酯或丙烯酸2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙酯；
23、甲基丙烯酸2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙酯的制作步骤如下：
24、a1：将亚硫酰氯和二苯硫代氨基甲酸的混合物加热至45℃，缓慢滴加甲基丙烯酸和n,n-二甲基甲酰胺的混合物，加热至60℃，并反应5小时；
25、a2：在所述步骤a1获得的物质中缓慢加入2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙醇，加热至75℃并保持4小时；
26、a3：将所述步骤a2获得的物质通过减压蒸馏，收集获得无色油状的甲基丙烯酸2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙酯；
27、丙烯酸2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙酯的制作步骤如下：
28、b1：将亚硫酰氯和二苯硫代氨基甲酸的混合物加热至45℃，缓慢滴加丙烯酸和n,n-二甲基甲酰胺的混合物，加热至60℃，并反应5小时；
29、b2：在所述步骤b1获得的物质中缓慢加入2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙醇，加热至75℃并保持4小时；
30、b3：将所述步骤b2获得的物质通过减压蒸馏，收集获得无色油状的丙烯酸2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙酯。
31、进一步地，所述步骤s2中，所述预设的发泡材料的参数中，设置发泡材料的层厚为0.02～0.08微米，光照射的时间为60～100s；采用的光为蓝紫光，波长范围在365～450nm；所述步骤s3中，烘箱的温度设置为180℃，加热时间为10～20分钟。
32、为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。
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1.一种光固化3D打印发泡材料，其特征在于：包括如下组份：第一光固化单体、第二光固化单体、交联剂、发泡剂、光引发剂和填料；
2.根据权利要求1所述的光固化3D打印发泡材料，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的光固化3D打印发泡材料，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的光固化3D打印发泡材料，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的光固化3D打印发泡材料，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的光固化3D打印发泡材料，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的光固化3D打印发泡材料，其特征在于：
8.根据权利要求1-7任一所述的光固化3D打印发泡材料的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的光固化3D打印发泡材料的制备方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的光固化3D打印发泡材料的制备方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种光固化3d打印发泡材料，其特征在于：包括如下组份：第一光固化单体、第二光固化单体、交联剂、发泡剂、光引发剂和填料；
2.根据权利要求1所述的光固化3d打印发泡材料，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的光固化3d打印发泡材料，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的光固化3d打印发泡材料，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的光固化3d打印发泡材料，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔正星，唐静，
申请(专利权)人：东莞意可新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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