[發明專利]一種麥飯石改性尼龍微球材料、制備方法及其在3D打印的應用

在審

• 申請號: 201310259390.X
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN104250435A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 楊桂生;李梟;姚晨光
• 申請（專利權）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K13/04;C08K7/24;C08K3/34;B29C67/04
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 汪貴艷

技術領域

本發明涉及高分子技術領域，具體涉及一種麥飯石改性尼龍微球材料、制備方法及該材料在3D打印的應用。

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背景技術

3D打印技術出現已有二十年左右，但是真正大規模的資金和技術投入從近幾年才開始，激光固化成型技術是采用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面，按照由點到線、由線到面的順序完成一個層面的繪制，然后通過垂直方向的移動固化其他層面，最終構成三維實體。

3D打印是利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品。常見的用于3D打印的尼龍粉末材料均采用將尼龍樹脂直接粉碎或溶解于有機溶劑后結晶析出的方法制備，該原料的穩定性差，所得制品強度低、韌性差。

尼龍微球是一種粒徑可控的高分子量尼龍微球，其制備方法見專利CN?101077910。由于尼龍微球的粒徑小，不需要粉碎或溶解于有機溶劑后結晶析出就可直接作為3D打印的光敏材料，并且具有力學強度高、制備工藝簡單和環保無污染等優點。

麥飯石是一種對生物無毒、無害并具有一定生物活性的復合礦物或藥用巖石，其為多孔結構，其比表面積大，具有很強的吸附能力。特別是粉末狀麥飯石，其離子溶出和吸附作用增更強。

本發明為了提高尼龍微球材料的抗沖擊性與抗菌性，本發明特地將麥飯石改性尼龍微球材料具有較高的力學強度和一定的抗菌性，擴大其應用能力。

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發明內容

本發明提供了一種麥飯石改性尼龍微球材料及其制備方法，達到提高麥飯石改性尼龍微球材料的力學強度和抗菌性。

本發明的第三個目的是提供麥飯石改性尼龍微球材料在3D打印的應用。?

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種麥飯石改性尼龍微球，由以下組分按重量份制備而成：

尼龍微球100份，

納米麥飯石10~40份，

偶聯劑2~10份，

潤滑劑0.5~5份，

光穩劑0.1～5份，

消泡劑0.1～5份，

流平劑0.1～5份，

抗氧劑0.1～2份。

所述的尼龍微球為尼龍4、尼龍6、尼龍7、尼龍8或尼龍12微球，其粒徑為0.1～500μm。

所述的納米麥飯石為灰色或灰白色粉末，粒徑50~100nm，比表面積為30~90?m²/g。

所述的偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷或馬來酸酐接枝聚丙烯。

所述的潤滑劑為次乙基雙硬脂酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或季戊四醇硬脂酸酯。

所述的光穩劑為2,4-二羧基二苯甲酮、氯化苯并三唑或2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一種。

所述的消泡劑為二甲基聚硅氧烷、環氧乙烷環氧丙烷共聚醚和聚醚硅氧烷中的至少一種。

所述的流平劑為有機硅-環氧乙烷共聚物、有機硅-環氧丙烷共聚物和聚二甲基硅氧烷中的至少一種。

所述的抗氧劑為四(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯或N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺中的至少一種。

本發明的另一個目的是提供上述麥飯石改性尼龍微球材料的制備方法包括以下步驟：

在容器中陸續加入尼龍微球100份、納米麥飯石10~40份、潤滑劑0.5~5份、光穩劑0.1～5份、消泡劑0.1～5份、流平劑0.1～5份和抗氧劑0.1～2份，在35℃～85℃條件下高速攪拌20～40min至分散均勻得麥飯石改性尼龍微球材料。

本發明的第三個目的是提供麥飯石改性尼龍微球材料在3D打印的應用，?在3D打印設備上將本發明制備的麥飯石改性尼龍微球材料制備為成制件，其工藝參數為光源功率5～20W，掃描速度1000～3000mm/s，燒結厚度為0.05～0.2mm。

本發明的有益效果：

1、本發明采用的納米麥飯石一種具有生物活性、表觀為白色或灰色粉末的復合型礦物，粒徑50~100nm，比表面積為30m?~90?m²/g。納米麥飯石具有多孔結構、表面積大，填充尼龍微球后可以提高其沖擊強度。此外納米麥飯石粉末對色素和細菌有較強的吸附能力，使改性后的尼龍微球材料具有可觀的抗菌性。

2、本發明制備的麥飯石改性尼龍微球材料中采用了高分子量的尼龍微球，從而提高了麥飯石改性尼龍微球材料的力學強度。