[发明专利]一种直接3D打印的复合功能材料及打印方法

权利要求书

1.一种直接3D打印的复合功能材料，其特征在于：包括在剪切稀化凝胶的基础上负载乳液型粒子制备的乳液基材料油墨或负载固体粉末粒子制备粉末基材料油墨；

所述剪切稀化凝胶包括如下组分：1-10mL的油酸和1-7mL的三乙醇胺。

2.根据权利要求1所述的一种直接3D打印的复合功能材料，其特征在于：所述剪切稀化凝胶包括如下组分：1-10mL的油酸、1-7mL的三乙醇胺和10mL的去离子水。

3.根据权利要求1所述的一种直接3D打印的复合功能材料，其特征在于：所述剪切稀化凝胶包括如下组分：2-10mL的油酸、4mL的质量浓度25%的氨水、1-5mL的三乙醇胺和6mL的去离子水。

4.一种直接3D打印的复合功能材料，其特征在于：包括在剪切稀化凝胶的基础上负载乳液型粒子制备的乳液基材料油墨或负载固体粉末粒子制备粉末基材料油墨；

所述剪切稀化凝胶包括如下组分：0.5-1mL的油酸和1-1.5mL的三乙醇胺。

5.根据权利要求4所述的一种直接3D打印的复合功能材料，其特征在于：所述乳液基材料油墨包括如下组分：20-25g的天然乳胶或丁腈橡胶、0.5-1mL的油酸、1-1.5mL的三乙醇胺以及占天然乳胶或丁腈橡胶质量5-7%的气相二氧化硅。

6.根据权利要求3所述的一种直接3D打印的复合功能材料，其特征在于：所述粉末基材料油墨包括如下组分：8-25g的粉末材料、2-5mL的油酸、1-1.5mL的三乙醇胺、4mL的质量浓度25%的氨水、6mL的去离子水以及占粉末材料质量5-7%的气相二氧化硅；所述粉末材料包括铝粉、氧化铝粉末、环氧树脂粉末和聚偏氟乙烯粉末中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种直接3D打印的复合功能材料，其特征在于：所述乳液基材料油墨和粉末基材料油墨中还包括硫化剂、磁性粒子、酸碱指示剂染料、导电性粒子、石墨烯或碳纳米管的功能粒子中的一种或几种；

所述硫化剂包括硫磺；所述磁性粒子包括铁磁性材料Fe₃O₄、羰基铁粉、永磁性材料和抗磁性材料中的一种或多种；所述酸碱指示剂染料包括甲基橙、甲基蓝和罗丹明B中的一种或多种；导电性粒子包括金属和金属氧化物类中的一种或多种。

8.一种利用权利要求1-7任意一项所述的复合功能材料的直接3D打印的方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，配制复合功能油墨：

配制剪切稀化凝胶，称取各组分，搅拌10-15min至凝胶状，随后置于转速为5000-8000r/min的离心机中10-15min，得到剪切稀化凝胶，在剪切稀化凝胶的基础上负载乳液型粒子制备乳液基材料油墨或负载固体粉末粒子制备粉末基材料油墨；

第二步，通过3D打印机打印，所述打印速度为600mm/min；

第三步，对打印的样品进行固化。

9.根据权利要求8所述的一种直接3D打印的方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，配制复合功能油墨：

配制剪切稀化凝胶，称取各组分，搅拌10-15min至凝胶状，随后置于转速为5000-8000r/min的离心机中10-15min，得到剪切稀化凝胶；在剪切稀化凝胶的基础上负载乳液型粒子，称取各组分，搅拌混合10-15min至牙膏状，随后置于转速为5000-8000r/min的离心机中10-15min；得到乳液基材料油墨；

第二步，通过3D打印机打印，所述打印速度为600mm/min；

第三步，对打印的样品进行固化，对打印样品置于无密封条件的室温环境中室温固化或置于烘箱中热处理的高温固化。

10.根据权利要求8所述的一种直接3D打印的方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，配制复合功能油墨：

配制剪切稀化凝胶，称取各组分，搅拌10-15min至凝胶状，随后置于转速为5000-8000r/min的离心机中10-15min，得到剪切稀化凝胶；在剪切稀化凝胶的基础上负载固体粉末粒子，称取各组分，将粉末材料及气相二氧化硅混合均匀，再与凝胶状物质混合搅拌均匀，随后置于转速为3000-6000r/min的离心机中10-15min，得到粉末基材料油墨；

第二步，通过3D打印机打印，所述打印速度为600mm/min；

第三步，对打印的样品进行固化，对打印样品置于烘箱中热处理或马弗炉煅烧。