本发明属于3d打印机领域，尤其涉及一种3d打印笔用不粘手耗材及其制备方法。
背景技术：
3d打印笔技术是一种革命性的工业成型技术，相对于传统绘画而言，更加生动形象，增加儿童动手能力。原材料经过3d打印机便能直接成型，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，不需经过模具的制造，节省了模具制造的时间及成本，随着3d打印技术的迅速发展，其对材料的要求也迅速提高。目前市场上的产品，大多数分为两种，一种是采用pcl材料的耗材，优点是使用温度低，安全低温，但是凝固时产品粘度大，凝固后表面不干爽，且产品韧性差易折断；另一种采用pla材料的耗材，使用温度在180～230℃，温度过高易产生烫伤危险，并且由于使用温度高，使得使用本耗材的3d打印笔必须通电操作，当电源较远时就产生打印笔无法使用的情况。
综上所述，如何发明一种使用温度低、固化速度快、固化产品干爽不粘手是亟待解决的问题。
技术实现要素：
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本发明提出了一种3d打印笔用不粘手耗材及其制备方法，通过合理化配方，得到产品使用温度低、固化速度快、固化产品干爽不粘手的性能优异。
本发明提出的种3d打印笔用不粘手耗材及其制备方法，其原料有以下材料组成：
齐聚物、光引发剂、助引发剂、抗粘剂、增稠剂、光扩散粉、色膏/色粉。
其材料按照重量百分比包括：齐聚物55%～90%、光引发剂3%～12%、助引发剂1%～5%、抗粘剂1%～8%、增稠剂1%～15%、光扩散粉0.5%～2%、色膏/色粉余量。
齐聚物可以为苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚乙二醇醚、聚氨酯丙烯酸树脂中的一种或多种组合。
齐聚物是光固化树脂，它是光固化反应的基底，本材料采用的齐聚物同比市场价低20%,降低产品成本。
光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯。
光引发剂是引发齐聚物里面的双键断裂，形成自由基，固化树脂的采用使最终固化产品韧性大，不易折断。
助引发剂为4-二甲基氨基苯甲酸乙酯。
4-二甲基氨基苯甲酸乙酯的采用可以帮助光引发剂加速双键的断裂，加速固化速度，固化速度控制在20s内，同时，助引发剂的采用，有助于减少光引发剂的用量，由于光引发剂是本产品配料中最贵的产品，他的用量的减少使得本产品成本进一步降低30%。
抗粘剂可以为棕榈酸乙基已酯、碳酸二辛酯中的一种或多种组合；
抗粘剂的采用可以降低体系粘度，加大流动性，使得固化后的产品表面干爽不粘手。
棕榈酸乙基已酯本身就是一种低黏度油脂,低油腻感，表面清爽不黏腻；其有效含量高达90%，是替代双十八烷基二甲基氯化铵d1821的理想柔顺原料；配制时只需要加水，无需复配其他原料和助剂，简便、快捷，节约成本；优良的柔软清爽性能、杀菌性能和抗静电性能；相应的配伍性、抗泛黄性、分散性和再润湿性等；突出的生物降解性能，安全环保。
碳酸二辛酯具有极高的分散速率，反应速度快，增加了产品制备效率；本身材料具有干爽细腻的肤感，透气性好，类似挥发性硅油；饱和油脂，耐氧化，耐水解，使产品固化后易保存，可提高产品的防晒能力，进一步降低产品粘度；植物油脂来源，生物降解，刺激性低；可消除手工制作时，手汗产生的造成的产品的白化现象，消除因人体汗液与固化产品接触造成的产品粘腻感；是植物来源的油脂，对人体手部皮肤和粘膜的刺激性很低。
增稠剂为椰油酸甲基单乙醇酰胺。
椰油酸甲基单乙醇酰胺无毒、刺激性极低，具有良好的稳定性；与各类表面活性剂有良好的复配性，具有极好的协同增粘作用、良好的起泡性和稳泡性。即使在含油脂较高的体系中，亦有良好的增粘效果；具有赋脂作用，不伤皮肤；能防止低温下出现结晶析出以及高温下颜色加深现象；高低温粘度变化平稳，低温不“果冻”，受ph值变化体系粘度波动小；本品为液体状态，在水中易分散溶解，生产操作使用方便，无需加热亦能快速溶于表面活性剂体系中；光扩散粉是将吸收的紫外光进行折射，以便更好的固化。色膏色粉是让体系具有一定的颜色，从而可以吸引人们的注意力。
优选的，按重量百分比，2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯的加入量为9.2～10.1%，更进一步优选为9.8%。
1．优选的，所述的一种3d打印笔用不黏手耗材，其原料按重量百分比包括：其特征在于，其原料按重量百分比包括：聚氨酯丙烯酸树脂33.56%、苯二甲酸乙二酯40.23%、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯9.8%、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯2.5%、棕榈酸乙基已酯3%、碳酸二辛酯6%、椰油酸甲基单乙醇酰胺3%、光扩散粉0.5%、色膏/色粉余量。
本发明通过自主研发，不采用活性稀释剂，相对于传统固化技术而言，可以消除因组分挥发导致的污染、刺激等问题。
本发明光照波长在400nm以上，属于可见光光固化，避免了使用紫外线固化对人体皮肤眼睛的伤害。
本发明的另一目的在于提供一种3d打印笔用不粘手耗材的制备方法，包括以下步骤：步骤（1）按配比分别称取齐聚物55%～90%、光引发剂3%～12%、助引发剂1%～5%，将上述物料混合搅拌均匀制备成中间品a待用；步骤（2）按配比分别称量抗粘剂1%～8%、增稠剂1%～15%、光扩散粉0.5%～2%，将上述物料混合搅拌均匀制备成中间品b待用；步骤（3）将a和b混合均匀制备中间品c待用；步骤（4）向中间品c中，加入原料按重量百分比0.1%～3%的色膏，加温至35-65℃，匀速搅拌20-40min，直至色膏无颗粒状析出，得到终产品d，密封保存。
本发明的优点在于：
（1）.本材料采用的齐聚物同比市场价低20%,降低产品成本；助引发剂二甲基氨基苯甲酸乙酯的采用，有助于减少光引发剂的用量，由于光引发剂是本产品配料中最贵的产品，他的用量的减少使得本产品成本进一步降低30%。本发明耗材成本只有传统产品的10%。
（2）.助引发剂二甲基氨基苯甲酸乙酯的采用可以帮助光引发剂加速双键的断裂，加速固化速度，固化速度控制在8s内。
（3）.本材料制成的产品固化温升要求在45k以内，温度低，更安全可靠。固化时间在8s以内，固化速度快。
（4）.抗粘剂棕榈酸乙基已酯、碳酸二辛酯的采用，使产品固化之前粘手性低，用纸巾即可擦掉，固化后表面也很干爽，粘度系数低于50cps。固化后的产品韧性大，不易折断，更易收藏存放。具有显著的性能优势。
以下通过具体实施例进一步阐述本发明，但并不限于下述的实施例。
具体实施例
实施例1
1、按以下配比配置3d打印笔用不粘手耗材原料：
聚氨酯丙烯酸树脂33.56%
苯二甲酸乙二酯40.23%
2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯9.8%
4-二甲基氨基苯甲酸乙酯2.5%
棕榈酸乙基已酯3%
碳酸二辛酯6%
椰油酸甲基单乙醇酰胺3%
光扩散粉0.5%
色膏/色粉余量
2、制备方法
按配比分别称取聚氨酯丙烯酸树脂、苯二甲酸乙二酯、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯。将上述物料混合搅拌均匀制备成中间品a待用。
按配比分别称量棕榈酸乙酸己酯、碳酸二辛酯、椰油酸甲基单乙醇酰胺、光扩散粉。将上述物料混合搅拌均匀制备成中间品b待用。
将a和b混合均匀制备中间品c待用。
向中间品c中，加入3g的色膏，加温至60℃，匀速搅拌30min，直至色膏无颗粒状析出。得到终产品d，密封保存。
对比例1
将实施例1中的碳酸二辛酯去除，其余配比和制备方法不变。
对比例2
将实施例1中的棕榈酸乙基已酯去除，其余配比和制备方法不变。
实施例2
1、按以下配比配置3d打印笔用不粘手耗材原料：
聚氨酯丙烯酸树脂55%
2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯12%
4-二甲基氨基苯甲酸乙酯5%
椰油酸甲基单乙醇酰胺15%
棕榈酸乙基已酯8%
光扩散粉2%
色膏/色粉余量
2、制备方法
按配比分别称取聚氨酯丙烯酸树脂、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯。将上述物料混合搅拌均匀制备成中间品a待用。
按配比分别称量椰油酸甲基单乙醇酰胺、棕榈酸乙基已酯、光扩散粉。将上述物料混合搅拌均匀制备成中间品b待用。
将a和b混合均匀制备中间品c待用。
向中间品c中，加入按配比称重好的色膏，加温至55℃，匀速搅拌30min，直至色膏无颗粒状析出。得到终产品d，密封保存。
将终产品d加入3d笔中作为3d笔颜料使用，注意加入过程中不得见光。
实施例3
1、按以下配比配置3d打印笔用不粘手耗材原料：
苯二甲酸乙二酯90%
2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯3%
4-二甲基氨基苯甲酸乙酯1%
椰油酸甲基单乙醇酰胺1%
棕榈酸乙基已酯1%
光扩散粉0.5%
色膏/色粉余量
2、制备方法
按配比分别称取苯二甲酸乙二酯、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯。将上述物料混合搅拌均匀制备成中间品a待用。
按配比分别称量椰油酸甲基单乙醇酰胺、棕榈酸乙基已酯、光扩散粉。将上述物料混合搅拌均匀制备成中间品b待用。
将a和b混合均匀制备中间品c待用。
向中间品c中，加入按配比称重好的色膏，加温至65℃，匀速搅拌30min，直至色膏无颗粒状析出。得到终产品d，密封保存。
将终产品d加入3d笔中作为3d笔颜料使用，注意加入过程中不得见光。
将上述实施例、对比例制得的样品、市场同类低温固化产品进行粘度测试，测试结果如下：
其中，市场产品1为启物者，市场产品2为德望。
根据以上样品测试可以得知，当棕榈酸乙基已酯与碳酸二辛酯配合使用时系数最低。
以上所述，较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。