[發明專利]一種可用于3D打印的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410181642.6
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103980401A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 董金勇;王寧;牛慧;秦亞偉;李春成;符文鑫;林學春;馬永梅;孫文華;趙寧
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08F210/06
• 分類號: C08F210/06;C08F4/645;C08F4/646;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/24
• 代理公司: 北京慶峰財智知識產權代理事務所(普通合伙) 11417
• 代理人: 劉元霞;謝蓉

技術領域

本發明涉及一種可用于3D打印的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂及其制備方法和應用，具體涉及一種在聚合釜內聚合制備的可用于3D打印的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂及其制備方法和應用。?

背景技術

聚丙烯作為一大類重要的高分子材料，以其價格低廉、低密度、均衡穩定的性能等優點，已發展成為當今世界上占最大份額的合成材料之一。近年來，為了進一步改善聚丙烯的原有性能，滿足不同或更高端應用領域的要求，聚丙烯的高性能化成為聚丙烯發展的重要方向，而通過無機納米粒子與聚丙烯復合是實現聚丙烯高性能化的重要途徑(Alexandre?M,Dubois?P，Materials?Science?and?Engineering,R:Reports2000,28:1-63；Qin,Y.W.,Dong,J.Y.,Chinese?Science?Bulletin2009,54,(1),38-45)。?

在制備納米粒子/聚丙烯及其共聚物復合樹脂的眾多方法中，原位聚合是制備聚丙烯及其共聚物納米復合材料的最佳途徑。通過將烯烴聚合的催化劑負載于納米粒子表面，利用單體聚合過程中釋放的能量及不斷增長的分子鏈的物理作用使納米粒子均勻分散于基體中。同時，原位聚合技術允許在復合過程中對聚丙烯基體進行分子設計，因此不但可以通過改變聚烯烴催化劑或共聚合反應靈活調節聚丙烯組成與結構，獲得基體性質不同的納米復合材料，擴大性能范圍，還可以通過在聚丙烯基體上引入可以導致與納米粒子形成強界面相互作用的功能性基團，從而對界面進行設計，有效體現納米復合對聚丙烯性能改善的納米?效應(Huang?Y?J，Yang?K?F，Dong?J?Y.Macromol?Rapid?Commun，2006，27：1278-1283)。?

然而，納米粒子的加入通常會導致聚丙烯及其共聚物的粘度增大，使整個體系的加工性變差。特別是對具有抗沖擊性的聚丙烯無規共聚物，根據功能化和高性能化的需求，往往還需要加入大量納米粒子，這將進一步增加體系的粘度，導致體系的難熔融，如何將具有高的熔體粘度、性能優異的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂成型為制品，是目前含納米粒子的聚丙烯無規共聚物樹脂在應用中遇到的難題。?

3D打印技術又稱增材制造技術，是依據三維CAD設計數據，將材料(如粉末的金屬或聚合物)逐層累加起來制造物體的技術；也可以具體理解為采用打印頭、噴嘴或其他打印技術沉積材料來制造物體的技術。具體包括熔融沉積成型(FDM)、選擇性激光燒結(SLS)等技術在內的多種3D打印技術大大拓展了材料成型的方法，特別是對無法通過熔融加工成型的材料，3D打印成型是一種很好的解決方案。例如，目前市場上通過FDM技術成型的線性聚合物材料丙烯腈/丁二烯/苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)、尼龍(PA)和聚碳酸酯(PC)等，都是將這些熱塑性聚合物在熔融狀態下由3D打印機的噴頭處擠壓出，凝固形成輪廓形狀的薄層，再一層層疊加最終形成產品。中國專利公開號CN201310450893.5公開了適用于3D打印的改性聚乳酸材料，其中分別加入納米粒子作為成核劑和補強劑，該方法運用了共混、接枝、交聯改性，再經過造粒、拉絲的工藝技術。但是對于納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂，一方面多次加工會導致聚丙烯及其共聚物的降解；另一方面，高熔體粘度的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂很難通過紡絲制備微米級的纖維，以滿足3D打印的原料使用要求。?

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種可用于3D打印的納?米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂。?

本發明的第二個目的在于提供一種含有上述可用于3D打印的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂的組合物。?

本發明的第三個目的在于提供一種可用于3D打印的復合材料，所述復合材料通過將上述的可用于3D打印的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂加入含有熱穩定劑的溶劑中超聲分散，再蒸干溶劑而制得。?

本發明的第四個目的在于提供一種用于制備上述的可用于3D打印的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂的催化劑。?

本發明的第五個目的在于提供一種制備上述的可用于3D打印的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂的方法。?

本發明的第六個目的在于提供一種上述的可用于3D打印的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂及其組合物、復合材料的應用。?

本發明的第七個目的在于提供一種制品，其由上述的可用于3D打印的納米粒子/聚丙烯無規共聚物復合樹脂、其組合物或其復合材料通過3D打印制得。?