[發明專利]一種低熔體黏度熱塑性聚酰亞胺材料及其3D打印成型方法

有效

• 申請號: 201410181510.3
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103980489B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 李志波;盛力;王小實;張樹升;夏爽;李春成;林學春;馬永梅;孫文華;徐堅;董金勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C08G73/12;C08L79/08;C08K3/36;C08K3/26;C08K7/00;C08K3/04;B29C67/00
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

1.一種聚酰亞胺化合物，由以下組分A）、B）和C）通過如下方法聚合：

先將下列A）的二胺和適量極性有機溶劑混勻，將其完全溶解后加入B）的二酐和C）的封端劑；反應完畢后進行亞胺化，將上述溶液沉入到惰性溶劑內，經過濾、洗滌和真空熱處理后得到黃色粉末：

A）選自芳香族二胺、脂環族二胺中的一種或多種單體；

B）選自芳香族二酐、脂環族二酐中的一種或多種單體；和

C）封端劑；

其中所述芳香族二胺單體選自2, 2’-雙三氟甲基-4, 4’-聯苯二胺、1, 4-雙(4-氨基-2-三氟甲基)苯、4, 4’-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)聯苯、2, 2’-雙三氟甲基-4, 4’-氨基-苯醚和4, 4’-氨-2, 2’-甲基-1,1’-聯苯中的一種；所述脂環族二胺單體選自1,3-二胺基環己烷、4,4’-二胺基二環己基甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基二環己基甲烷中的至少一種；

所述芳香族二酐單體選自3, 3’,4, 4’-二苯醚四酸二酐、2,3,3’,4’-二苯醚四酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四甲酸二酐和2, 3, 3’,4’-聯苯四甲酸二酐中的一種；所述脂環族二酐單體選自1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環己烷四羧酸二酐、雙環[2.2.1.]己烷-2,3,5,6-四羧酸二酐、雙環[2.2.1.]辛烷-2,3,5,6-四羧酸二酐、雙環[2.2.1.]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐、3-羧甲基環戊基-1,2,4-三羧酸二酐中的至少一種；

所述封端劑選自鄰苯二甲酸酐、苯乙炔苯酐和5-降冰片烯-2, 3-二酸酐中的至少一種；

所述聚酰亞胺化合物的分子量為10²~10⁵。

2.選自下列的聚酰亞胺化合物：

所述聚酰亞胺化合物的分子量為10²~10⁵。

3.一種包含權利要求1或2所述聚酰亞胺化合物的3D打印用聚酰亞胺材料，包括如下重量份的組分：

權利要求1或2所述的聚酰亞胺化合物 100重量份；

補強劑 2-20重量份；

熱穩定劑 0.5-5重量份。

4.如權利要求3所述的3D打印用聚酰亞胺材料，其中所述補強劑選自納米二氧化硅、納米碳酸鈣、碳納米管、石墨、石墨烯、富勒烯中的一種或多種；所述熱穩定劑選自穩定劑1010、1096、168中的一種或多種。

5.如權利要求4所述的聚酰亞胺材料的3D打印方法，包含如下步驟:

(1) 根據所設定的空間噴涂成形次序，經過計算機輔助(CAD)設計，提供制件的系統模型；通過系統模型與成形機數據交流接口程序，由計算機終端輸出指令直接控制三維打印成形機按成形參數運行制備；

(2) 用熱能加熱聚酰亞胺化合物，使其熔融；

(3) 按比例將熔融態聚酰亞胺化合物與熱穩定劑，補強劑共混；

(4) 液體從噴墨打印頭噴射出，冷卻成型，逐層堆積出原型件。

6.如權利要求5所述的3D打印方法，其中步驟（4）冷卻成型時，成型過程中熔體溫度和冷卻溫度之間的溫度差為200 ℃-300℃。