[發明專利]一種聚醚醚酮3D打印材料及其3D打印成型方法

有效

• 申請號: 201810246081.1
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108424605B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 譚小紅
• 申請（專利權）人: 杭州科技職業技術學院
• 主分類號: C08L51/08
• 分類號: C08L51/08;C08L79/08;C08F283/00;C08F222/38;B29C64/112;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 北京陽光天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11671
• 代理人: 趙飛

本發明公開了一種聚醚醚酮3D打印材料及其3D打印成型方法：將聚醚醚酮溶于濃硫酸中得到磺化聚醚醚酮；將亞甲基雙丙烯酰胺溶于水中得到亞甲基雙丙烯酰胺溶液；將磺化聚醚醚酮與亞甲基雙丙烯酰胺溶液混合，得到PEEK?MBA；將PEEK?MBA進行干燥，然后與聚醚酰亞胺混合，用雙螺桿擠出機共混擠出，得到PEEK?MBA?PEI共混物；將PEEK?MBA?PEI共混物加入到錐形異向雙螺桿擠出機中進行擠出成形，得到PEEK?MBA?PEI絲材，即為聚醚醚酮3D打印材料。本發明對聚醚醚酮材料進行改性，使得改性的聚醚醚酮材料可以適用于用作3D打印材料，并提供該種3D打印材料的3D成型方法。

技術領域

本發明涉及3D打印領域，具體涉及一種聚醚醚酮3D打印材料及其3D打印成型方法。

背景技術

聚醚醚酮(PEEK)是一種半結晶芳香族熱塑性高分子材料，其熔點為334℃，軟化點為168℃，拉伸強度為132～148MPa，可用作耐高溫結構材料和電絕緣材料。聚醚醚酮PEEK具有剛性和柔性，具有優良的滑動特性，只溶于濃硫酸，具有很高的化學穩定性，自熄性良好。

聚醚醚酮與很多有機材料相同，在高溫分解時，聚醚醚酮主要產生二氧化碳和一氧化碳，使用英國航行器測試標準BSS7239可以檢測到極低濃度的毒氣逸散，這種檢測過程需要在1立方米的空間內完全燃燒100克樣品，然后分析其中所產生的毒氣，毒氣指數定義為在正常情況下產生的毒氣濃度綜合與30分鐘可以使人致命的計量之比，PEEK450G的毒氣指數為0.22，且沒有檢測到酸性氣體。

由于聚醚醚酮還具有優越的尺寸穩定特性，環境變化對聚醚醚酮零件的尺寸影響不大，可以滿足對尺寸精度要求比較高工況下的使用要求，因此聚醚醚酮材料可以作為精密零部件材料的制造原料。通常的聚醚醚酮零部件的制造方法可以采用注塑、模壓等方法，需要準備相應的模具，因而造成模具制造時間長、成本高、難度大等問題。因此需要一種針對聚醚醚酮材料的新型成型方法。3D打印成型技術可以滿足上述要求。

3D打印成型技術，又名增材制造技術，通常可以分為光固化成型技術、激光燒結制造、熔融沉積造型等幾種方法，由于制造過程中與CAD數據結合制備，免除了模具制造等工藝，大大減少了產品的制造周期，并且由于聚醚醚酮的高溫流動性好，適宜作為3D打印材料。由于聚醚醚酮材料的熔點高、摩擦系數低，用于3D打印成型的過程中容易造成進料“打滑”、打印料堆疊等問題，因此，需要對聚醚醚酮材料進行改性。但是目前對聚醚醚酮的改性主要存在改性困難、改性材料不易獲得、改性方法稀少等問題。

中國專利CN201611060206.9公開了一種聚醚醚酮3D打印粉末的球化方法，該球化方法包括：1)將聚醚醚酮(Peek)進行機械研磨以制得第一Peek粉末；2)將第一Peek粉末置于盛有流體的回旋裝置中，接著啟動回旋裝置以使得流體流動沖刷第一Peek粉末，然后過濾取濾餅以制得第二Peek粉末；3)將第二Peek粉末分散于硅烷偶聯劑中，接著干燥以制得聚醚醚酮3D打印粉末。該專利解決了聚醚醚酮3D打印粉末材料的球形度問題，但并未對聚醚醚酮材料進行改性。

中國專利CN201610069556.5公開了一種玻纖增強聚醚醚酮3D打印耗材及其制備方法，聚醚醚酮3D打印耗材組分由長玻纖(GL)、聚醚醚酮(PEEK)樹脂粘度調節劑、PEEK樹脂混合構成，聚醚醚酮3D打印耗材的制備方法，包括以下步驟：原料干燥；高速混合，熔融擠出，冷卻，牽引和收卷。該專利降低了聚醚醚酮材料的粘度，但是玻璃纖維的熔點為680℃，在350℃～380℃的溫度區間與聚醚醚酮共擠時所得材料作為3D打印材料的均勻性差，難以起到增強效果。

因此，需要根據聚醚醚酮的自身性質，對聚醚醚酮材料進行改性，使得改性的聚醚醚酮材料可以適用于用作3D打印材料，并提供該種3D打印材料的3D成型方法。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種聚醚醚酮3D打印材料及其3D打印成型方法。