[发明专利]热塑性纳米碳管导电3D打印材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术应用领域，特别是一种热塑性纳米碳管导电3D打印材料及其制备方法。

背景技术

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

当前的3D打印机用的复合导电材料性能并不稳定，特别是应用于热熔性3D打印机的复合导电材料，在热熔性3D打印机180℃-250℃的高温工作环境下，复合导电材料的稳定性更差；而且复合导电材料的生产制作工艺复杂，生产成本较高，不利于大范围推广和应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种热塑性纳米碳管导电3D打印材料及其制备方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种热塑性纳米碳管导电3D打印材料，其特征在于，由下列比重的原料组成：

纳米碳管3-10%

炭黑5-25%

抗氧化剂10760.5-1.5%

3-氨基丙基三乙基硅烷1-3%

a-氰基丙烯酸甲酯1-3%

热塑性材料40-70%。

所述热塑性材料为PLA材料、PP材料、PE材料、PA材料或POM材料。

所述PLA材料为聚乳酸材料。

所述PP材料为聚丙烯树脂。

所述PE材料为聚乙烯材料。

所述PA材料为尼龙材料。

所述POM材料为聚缩醛。

其制备方法包括以下步骤：

a、将热塑性材料研磨成粉状；

b、按重量配比称取上述原料，将称取好的原料混合并混炼60—120分钟形成复合材料；

c、将上述形成的复合材料用双螺杆挤出机造粒，得到复合导电粒料；

d、使用单螺杆挤出机对上述复合导电粒料再次进行挤出并冷却至室温制成纳米碳管导电3D打印材料。

所述纳米碳管导电3D打印材料为圆柱形的线状结构。

所述纳米碳管导电3D打印材料的表面电阻为3.0E+01?-3.0E+02?。

利用本发明的技术方案制作的热塑性纳米碳管导电3D打印材料及其制备方法，材料本身的稳定性好，主要适用于热熔性3D打印，特别是打印使用温度在180℃-250℃之间的热熔型3D打印机；制备工艺简单，生产成本低，便于推广和应用。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本专利：

实施例1

先将2500克的PLA材料作为热塑性材料并研磨成颗粒大小为40-200目的粉状，然后按重量配比称取上述原料，将称取好的原料混合并在25-60^OC的环境下混炼60—120分钟形成复合材料，将上述形成的复合材料保持30-50^OC，用双螺杆挤出机造粒，得到复合导电粒料，最后使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机对上述复合导电粒料再次进行挤出并冷却至室温制成纳米碳管导电3D打印材料。

实施例2

先将5千克的PP材料作为热塑性材料并研磨成颗粒大小为40-200目的粉状，然后按重量配比称取上述原料，将称取好的原料混合并在25-60^OC的环境下混炼60—120分钟形成复合材料，将上述形成的复合材料保持30-50^OC，用双螺杆挤出机造粒，得到复合导电粒料，最后使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机对上述复合导电粒料再次进行挤出并冷却至室温制成纳米碳管导电3D打印材料。

实施例3

先将25千克的PA材料作为热塑性材料并研磨成颗粒大小为40-200目的粉状，然后按重量配比称取上述原料，将称取好的原料混合并在25-60^OC的环境下混炼60—120分钟形成复合材料，将上述形成的复合材料保持30-50^OC，用双螺杆挤出机造粒，得到复合导电粒料，最后使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机对上述复合导电粒料再次进行挤出并冷却至室温制成纳米碳管导电3D打印材料。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。