[發明專利]一種適用于3D打印的聚醚醚酮的制備方法

有效

• 申請號: 201710700862.9
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107383293B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 侯天武;趙琴;白海清;肖正君;周杰;緱可貞
• 申請（專利權）人: 宜賓天原集團股份有限公司
• 主分類號: C08G8/02
• 分類號: C08G8/02;B33Y70/00
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司 51231
• 代理人: 魏常巍;呂曉霞

本發明屬于高分子合成技術領域，具體公開了適用于3D打印的聚醚醚酮的制備方法，該方法使用碳酸鈉、碳酸鉀作為反應縮合劑，以對苯二酚和4,4?二氟二苯甲酮為原料，以二苯砜為溶劑，通過升溫反應，再進行降溫結晶除雜干燥得到；本發明反應過程中溶劑過量，成鹽過程反應穩定、可控；并采用超聲波處理，減少了分子鏈纏繞的問題，提高了產品的均一性；從而改善了聚醚醚酮產品的流動性，加工性能優異；提高了強度、耐沖擊、抗腐蝕、耐酸堿、尺寸穩定、粘合性等性能。

技術領域

本發明屬于高分子合成技術領域，尤其是一種適用于3D打印的聚醚醚酮的制備方法。

背景技術

3D打印(3DP)即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。3D打印材料是3D打印技術發展的重要物質基礎，目前3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料、彩色石膏材料等。

3D打印使用較廣泛的材料為復合型石膏粉末，由于低廉的價格，打印出來的產品表面具有顆粒感打印的紋路比較明顯，使物品具有特殊的視覺效果，備受廣大使用者推崇。但是它的質地脆容易損壞，強度低、耐沖擊性差、尺寸穩定性不好、易水解、易變性，長時間放置粉化等，并不適用于打印一些經常置于室外或極度潮濕環境中的產品。

聚醚醚酮(PEEK)是聚芳醚酮(PAEK)中最典型的材料，具有優良的機械性能、耐磨性、耐化學品性、耐輻射性、耐高溫性以及阻燃性等多方面優異性能，在許多領域取代其它材料后可明顯提升制品性能。聚醚醚酮作為3D打印的產品原粉料，該種粉料有著很出色的物理、化學性能，但是在進行打印的過程中，出現了流動性差、廢品率高、打印中斷等現象，以現階段3D打印機的結構和應用來講無法設計出一款打印機可以適合于聚醚醚酮原粉料。因此，開發一種適用于3D打印的聚醚醚酮材料，是目前亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于3D打印的聚醚醚酮的制備方法，克服現有技術中聚醚醚酮作為3D打印材料強度低、穩定性差、流動性差的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種適用于3D打印的聚醚醚酮的制備方法，使用碳酸鈉、碳酸鉀作為反應縮合劑，以對苯二酚和4,4-二氟二苯甲酮為原料，以二苯砜為溶劑，包括以下反應步驟：

(1)在室溫條件下加入二苯砜，通氬氣保護，同時加熱使二苯砜熔融，控制溶液溫度為180～190℃，然后加入對苯二酚、4，4-二氟二苯甲酮，并加熱至210～220℃，恒溫攪拌反應25～30min，所述對苯二酚、4，4-二氟二苯甲酮、二苯砜的質量比為1﹕1﹕4～6；

(2)向步驟(1)反應體系中加入碳酸鈉、碳酸鉀，升溫至230～235℃，恒溫攪拌反應25～30min，然后升溫至250～260℃恒溫50～60min，再迅速升溫至300～320℃恒溫并采用超聲波處理25～30min，再恒溫反應30～150min；所述超聲波的頻率為22～38KHz，所述碳酸鈉、碳酸鉀、對苯二酚的質量比為1﹕4～5﹕14～16；

(3)將步驟(2)反應后的產物冷卻后分別用有機溶劑、無機溶劑萃取，然后烘干得適用于3D打印的聚醚醚酮。

優選的，步驟(3)對產物冷卻采用分段冷卻法，首先降溫至210～220℃保持7～10min，再降溫至150～160℃保持5～8min，再降溫至100～105℃保持5～8min，然后再降溫至60～70℃保持10～15min。