[發明專利]一種通過3D打印技術制備鐵氧體/熱塑性聚合物復合板材的方法

有效

• 申請號: 201611069403.7
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106751605B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 姚正軍;左玉鑫;周金堂
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L55/02;C08L53/02;C08L29/04;C08K3/22;B33Y70/00;B33Y80/00;B29C64/118;B29C64/393;B33Y10/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種通過3D打印技術制備鐵氧體/熱塑性聚合物復合板材的方法，其特征在于，所述鐵氧體/熱塑性聚合物復合板材是由熱塑性聚合物為基體，鐵氧體為功能材料；通過3D打印FDM技術將摻雜不同鐵氧體濃度的打印絲材逐層打印制備得到鐵氧體/熱塑性聚合物板材，所述鐵氧體在熱塑性聚合物基體中呈顆粒狀分布且分布可控；

所述鐵氧體功能材料的制備包括以下步驟：

1）按照預設的化學配比，將九水合硝酸鐵與金屬鹽混合，并加入去離子水攪拌溶解，再按照金屬離子總摩爾數比檸檬酸分子摩爾數為1：0.7-1.4的比例加入檸檬酸，充分攪拌溶解；

2）向步驟1）所得溶液中滴加氨水，調節至溶液pH=6.5~7.5；

3）將所制得的溶液放置60-95℃恒溫水浴鍋中，在磁子攪拌條件下，加熱攪拌6-9h，獲得均勻穩定的濕凝膠；

4）將濕凝膠放置70-95℃烘箱中烘干，得到干凝膠；

將干凝膠轉移至研缽中研磨成粉，并在煅燒爐中進行煅燒，升溫至900-1200℃，升溫速率3-5℃/min，保溫2-4h，取出后研磨成粉，即獲得粉末狀鐵氧體；

所述鐵氧體/熱塑性聚合物板材的制備包括以下步驟：

首先，通過擠出機在189~250℃下擠出兩種打印絲材a、b；

所述打印絲材a原料質量組成：

打印樹脂 55~98%

上述制備的鐵氧體 2~45%

所述打印絲材b由打印樹脂組成；

其次，采用2進1出打印機逐層打印鐵氧體/熱塑性聚合物板材，通過設置控制程序參數設計打印出鐵氧體在熱塑性聚合物中按一定比例分布；且在鐵氧體含量為45%時，即試件在電磁波頻率為4.2~9.0GHz的吸收比率大于90%，并在6.2GHz處達到最大吸收比率99.45%。

2.權利要求1所述的通過3D打印技術制備鐵氧體/熱塑性聚合物復合板材的方法，其特征在于，所述化學配比由以下摩爾份數組成：

九水合硝酸鐵 47份

金屬鹽 9~17份。

3.權利要求1所述的通過3D打印技術制備鐵氧體/熱塑性聚合物復合板材的方法，其特征在于，所述金屬鹽選自六水合硝酸鋅、硝酸鋰、氯化錳中的一種或幾種組合。

4.權利要求1所述的通過3D打印技術制備鐵氧體/熱塑性聚合物復合板材的方法，其特征在于，所述打印樹脂由聚乳酸PLA、ABS塑料、SBS橡膠、聚乙烯醇PVA中的一種或幾種組成。

5.權利要求1所述的通過3D打印技術制備鐵氧體/熱塑性聚合物復合板材的方法，其特征在于，所述打印參數具體包括以下參數設置：

打印溫度 180~220℃

打印頭移動速率 8~90mm/s

打印層厚度 0.1~0.3mm

打印絲材直徑 1.25~1.85mm

空載XYZ軸移動速度 10~120mm/s

加熱熱床溫度 30~85℃

絲材回抽速率 10~100mm/s

絲材回抽最小距離 3~10mm

絲材a與絲材b的送絲速率比為1:0.05-20。

6.權利要求1所述的通過3D打印技術制備鐵氧體/熱塑性聚合物復合板材的方法，其特征在于，所述鐵氧體/熱塑性聚合物板材中鐵氧體的含量質量分數為2~45%。