[发明专利]一种3D打印高分子粉末材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印高分子粉末材料，其特征在于，由如下重量份的各原料制成：碳酸酯基氮杂环基嘧啶基缩聚物50‑70份、石墨烯纤维3‑6份、木质素纤维2‑5份、有机硅改性环氧树脂25‑35份、羧基丁腈橡胶10‑15份、抗氧剂0.5‑1.5份、偶联剂1‑2份；其中，碳酸酯基氮杂环基嘧啶基缩聚物是二[(S)‑[(5S)‑5‑乙烯基‑1‑氮杂双环[2.2.2]辛烷‑7‑基]‑(6‑甲氧基喹啉‑4‑基)甲基]碳酸酯与2,4‑二巯基‑5,6‑二氨基嘧啶发生迈克尔加成聚合反应制成。本发明还公开了所述3D打印高分子粉末材料的制备方法。本发明公开的3D打印高分子粉末材料综合性能优异，强度高，流动性好，最终得到的产品机械强度、柔韧性、耐热性、耐候性优异，实体成品的粘结牢度和强度高。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印高分子粉末材料及其制备方法。

背景技术

随着科学的进步，3D打印技术逐渐进入了人们的视线并被重视，它是一种增材制造技术，是基于三维数学模型数据，通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术。它是发展最快且发展潜力最大的一种快速成型技术，具有成本低、工艺简单、使用快捷、多样性的优点，已经被广泛应用于航空工业、建筑设计、医用器械制备、汽车工业等方面。

3D打印材料是3D打印技术中必不可少的一种材料，其性能的好坏直接影响打印效果及产品的质量。3D打印高分子粉末材料是一种常见的3D打印材料，其具有在相对较低温度下的热塑性，良好的热流动性与快速冷却粘接性，或在一定条件(如光)的引发下快速固化的能力，因此在3D打印领域得到快速的应用和发展。然而，现有技术中的3D打印高分子粉末材料普遍存在价格过高，强度不够，着色性差，打印成型实体成品的硬度高、柔韧性差，导致实体成品较脆易碎，且其粘结强度较低，牢固度不佳、易老化、耐热性能差，环保性能不佳，且这些材料与3D打印设备配套性不佳，耐磨性和自润滑性均相对较差，不能有效满足不同工件实际使用的需要，从而限制了该类材料在增材制造领域的进一步推广和应用。

中国发明专利CN 108559268A公开了一种3D打印用高分子粉末材料，该材料组分包括；聚四氟乙烯、轻质碳酸钙、樟脑、硬脂酸、稳定剂、Pr液、抗老化剂、硅酮胶、萜烯树脂、白球、芦荟胶、硅藻泥、活性炭、二环己基碳二亚胺、纳米改性醇酸树脂、聚乙烯蜡、硅树脂、环氧乙烯基酯树脂、石墨烯粉末、有机铋抗氧剂；该发明3D打印用高分子粉末材料粉末结块温度低、收缩小、内应力小、强度高、流动性好；原料安全无毒，制备方法经过后续的抽真空、吸氢、氢碎、脱氢、气流磨粉、等静压提高密度、烧结工艺使高分子粉末材料性能更稳定，经处理后的高分子粉末材料粗细分布均匀，使打印出的产品表面更光洁、细腻，但是，这种材料制备原料多，工艺复杂，制备成本较高，各组分之间的相容性不好，易出现相分离，影响打印出的实体材料的性能稳定性，进而缩短其使用寿命，应用聚四氟乙烯这种含氟材料，价格昂贵。

因此，开发一种综合性能优异，制备成本低廉，使用寿命长的3D打印高分子粉末材料符合市场需求，具有较高的推广应用价值，对促进3D打印行业的发展具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种3D打印高分子粉末材料，该材料制备工艺简单，综合性能优异，粉末结块温度低、收缩小、内应力小、强度高、流动性好，最终得到的产品机械强度、柔韧性、耐热性、耐候性优异，实体成品的粘结牢度和强度高，几乎不会出现脱层的现象，使用寿命长，生产和使用过程中绿色环保、安全；同时，本发明还提供了一种所述3D打印高分子粉末材料的制备方法。