本发明专利技术涉及一种3D打印材料及其制备方法，所述3D打印材料，它包括如下原料：甲苯、二硫化碳、二茂铁衍生物、纳米二氧化钛、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、2‑氯苯基环氧乙烷、2‑氯甲基苯甲酸乙酯、1,4‑二氯‑2‑丁烯、氧化石墨烯、1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐、环氧丙烯酸酯、2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚、2‑(2’‑羟基‑3’，5’‑二叔苯基)‑5‑氯化苯并三唑、纳米碳酸钙粉体以及过氧化苯甲酰；该3D打印材料具有快速成型、导电、高抗冲、高强度、高拉伸强度的优点。该3D打印材料还具有可降解的优点，因此该材料是一种环境友好型材料。
【技术实现步骤摘要】
一种3D打印材料及其制备方法
本专利技术涉及一种3D打印材料及其制备方法。
技术介绍
随着3D打印商品的出现，3D打印技术也逐渐被人们所了解。3D打印也称为快速成型制造技术，其制造过程是通过对三维模型分层离散处理，将每一层的资料传输到3D打印机，利用激光，紫外光照，热熔喷嘴等方式将金属、陶瓷粉末、塑料或者细胞组织等材料进行逐层堆积进而粘结成型，最终制造出整个材料或者器件。3D打印具有制造过程简单、产品开发周期短、易于制造复杂形状部件，多个部件可以一体化成型，零件加工余量小，节约材料等特点。作为3D打印的核心部件的打印材料近年来一直受到广泛的关注。逐步开发出了陶瓷、光敏树脂、金属合金、生物组织、复合材料以及塑料等不同的种类。材料是制约3D打印的一个重要的因素，因此本领域的研发人员正致力于3D打印材料的研发，然而现有的3D打印材料仍存在诸多缺点，如力学性能、功能性差、不易降解等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够快速成型、高强度、导电性能好且可降解的3D打印材料及其制备方法。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种3D打印材料，它包括以重量份数比计的如下原料：甲苯200-280份、二硫化碳300-400份、纳米二氧化钛7-9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5-10份、2-氯苯基环氧乙烷50-60份、2-氯甲基苯甲酸乙酯80-90份、1,4-二氯-2-丁烯25-35份、氧化石墨烯70-80份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐10-15份、环氧丙烯酸酯30-40份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚2-5份、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑5-8份、纳米碳酸钙粉体7-9份、二茂铁衍生物25-35份、过氧化苯甲酰3-8份；其中，所述二茂铁衍生物的结构式为：所述的3D打印材料的制备方法，它包括以下步骤：(1)初混物的制备：将甲苯、二硫化碳、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氯苯基环氧乙烷、2-氯甲基苯甲酸乙酯、1,4-二氯-2-丁烯以及氧化石墨烯，加热混合，得初混物；(2)球磨：将步骤(1)所得的初混物以及1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐加到球磨机中，利用球磨机以500-800r/min的转速球磨1-2h，得球磨产物；(3)共混物A的制备：将步骤(2)所得的球磨产物与环氧丙烯酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑加热搅拌混合，得共混物A；(4)共混物B的制备：将步骤(3)所得的共混物A、纳米碳酸钙粉体、二茂铁衍生物混合均匀，之后再加入过氧化苯甲酰，混合均匀，最后转入双螺杆挤出机中，挤压成线材，即得3D打印材料。较之现有技术而言，本专利技术的优点在于：本专利技术制得的3D打印材料具有快速成型、导电、高抗冲、高强度、高拉伸强度的优点。该3D打印材料还具有可降解的优点，因此该材料是一种环境友好型材料。另外，利用该3D打印材料制成的成型产品在后期使用过程中对人的健康不会产生影响。具体实施方式下面结合实施例对本
技术实现思路
进行详细说明：一种3D打印材料，它包括以重量份数比计的如下原料：甲苯200-280份、二硫化碳300-400份、纳米二氧化钛7-9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5-10份、2-氯苯基环氧乙烷50-60份、2-氯甲基苯甲酸乙酯80-90份、1,4-二氯-2-丁烯25-35份、氧化石墨烯70-80份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐10-15份、环氧丙烯酸酯30-40份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚2-5份、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑5-8份、纳米碳酸钙粉体7-9份、二茂铁衍生物25-35份、过氧化苯甲酰3-8份；其中，所述二茂铁衍生物的结构式为：所述的3D打印材料，它优选包括以重量份数比计的如下原料：甲苯250份、二硫化碳350份、纳米二氧化钛8份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份、2-氯苯基环氧乙烷55份、2-氯甲基苯甲酸乙酯85份、1,4-二氯-2-丁烯30份、氧化石墨烯75份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐12份、环氧丙烯酸酯35份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚4份、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑8份、纳米碳酸钙粉体8份、二茂铁衍生物30份、过氧化苯甲酰6份。所述纳米碳酸钙粉体的平均粒径为100-500纳米。所述纳米二氧化钛的平均粒径为20-80纳米。所述的3D打印材料的制备方法，它包括以下步骤：(1)初混物的制备：将甲苯、二硫化碳、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氯苯基环氧乙烷、2-氯甲基苯甲酸乙酯、1,4-二氯-2-丁烯以及氧化石墨烯，加热混合，得初混物；(2)球磨：将步骤(1)所得的初混物以及1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐加到球磨机中，利用球磨机以500-800r/min的转速球磨1-2h，得球磨产物；(3)共混物A的制备：将步骤(2)所得的球磨产物与环氧丙烯酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑加热搅拌混合，得共混物A；(4)共混物B的制备：将步骤(3)所得的共混物A、纳米碳酸钙粉体、二茂铁衍生物混合均匀，之后再加入过氧化苯甲酰，混合均匀，最后转入双螺杆挤出机中，挤压成线材，即得3D打印材料。本专利技术先利用纳米二氧化钛在γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氯苯基环氧乙烷、2-氯甲基苯甲酸乙酯以及1,4-二氯-2-丁烯的作用下对氧化石墨烯先进行初改性，得初混物；之后利用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐对初改性后所得的初混物进行再次修饰，经1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐修饰后的初混物能够大大提高与环氧丙烯酸酯的结合能力，并提高初混物在环氧丙烯酸酯中的分散性，同时在1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的作用下，还能提高各原料之间的互溶性，从而提高3D打印材料的各方面的力学性能。另外，在所述二茂铁衍生物的作用下能够提高材料的导电性能，同时能够进一步提高各原料的之间的互溶性，且它与2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑相配合，能够平衡材料的降解性能，使得在保证该材料耐用的基础上，还具备可降解性能。其中，步骤(1)的具体操作方法为：先将甲苯与二硫化碳混合，形成混合溶剂；将纳米二氧化钛在超声以及机械搅拌作用下分散到混合溶剂中；之后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氯苯基环氧乙烷、2-氯甲基苯甲酸乙酯以及1,4-二氯-2-丁烯，在70-80℃下搅拌混合15-25min，接着加入氧化石墨烯，在70-80℃下继续搅拌混合2-3h，之后将温度升至90-95℃，继续加热搅拌，将甲苯以及二硫化碳蒸出，即得初混物。所述超声以及机械搅拌中，所述的超声功率为300～500W，超声频率为28KHz～40KHz，机械搅拌转速为500～800r/min，超声以及机械搅拌的时间为20-25min。步骤(3)的具体操作方法为：将步骤(2)所得的球磨产物、环氧丙烯酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑放入高速混合机中，在转速为160～180r/min、温度为120-140℃下搅拌混合40-45min，得共混合物A。步骤(4)的具体操作方法为：将步骤(3)所得的共混物A本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种3D打印材料，其特征在于：它包括以重量份数比计的如下原料：甲苯200‑280份、二硫化碳300‑400份、纳米二氧化钛7‑9份、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷5‑10份、2‑氯苯基环氧乙烷50‑60份、2‑氯甲基苯甲酸乙酯80‑90份、1,4‑二氯‑2‑丁烯25‑35份、氧化石墨烯70‑80份、1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐10‑15份、环氧丙烯酸酯30‑40份、2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚2‑5份、2‑(2’‑羟基‑3’，5’‑二叔苯基)‑5‑氯化苯并三唑5‑8份、纳米碳酸钙粉体7‑9份、二茂铁衍生物25‑35份、过氧化苯甲酰3‑8份；其中，所述二茂铁衍生物的结构式为：
【技术特征摘要】
1.一种3D打印材料，其特征在于：它包括以重量份数比计的如下原料：甲苯200-280份、二硫化碳300-400份、纳米二氧化钛7-9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5-10份、2-氯苯基环氧乙烷50-60份、2-氯甲基苯甲酸乙酯80-90份、1,4-二氯-2-丁烯25-35份、氧化石墨烯70-80份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐10-15份、环氧丙烯酸酯30-40份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚2-5份、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑5-8份、纳米碳酸钙粉体7-9份、二茂铁衍生物25-35份、过氧化苯甲酰3-8份；其中，所述二茂铁衍生物的结构式为：2.根据权利要求1所述的3D打印材料，其特征在于：它包括以重量份数比计的如下原料：甲苯250份、二硫化碳350份、纳米二氧化钛8份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份、2-氯苯基环氧乙烷55份、2-氯甲基苯甲酸乙酯85份、1,4-二氯-2-丁烯30份、氧化石墨烯75份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐12份、环氧丙烯酸酯35份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚4份、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑8份、纳米碳酸钙粉体8份、二茂铁衍生物30份、过氧化苯甲酰6份。3.根据权利要求1所述的3D打印材料的制备方法，其特征在于：所述纳米碳酸钙粉体的平均粒径为100-500纳米。4.根据权利要求1所述的3D打印材料的制备方法，其特征在于：所述纳米二氧化钛的平均粒径为20-80纳米。5.根据权利要求1-4任意一项所述的3D打印材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1)初混物的制备：将甲苯、二硫化碳、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氯苯基环氧乙烷、2-氯甲基苯甲酸乙酯、1,4-二氯-2-丁烯以及氧化石墨烯，加热混合，得初混物；(2)球磨：将步骤(1)所得的初混物以及1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐加到球磨机中，利用球磨机以500-800r/min的转速球磨1-2h，得球磨产物；(3)共混物A的制备：将步骤(2)所得的球磨产物与环氧丙烯酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑加热搅拌混合，得共混物A；(4)共混物B的制备：将步骤(3)所得的共混物A、纳...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈威，陈灼莺，张细明，
申请(专利权)人：福州万象三维电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35
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