[發明專利]導電高分子復合材料及其3D打印成型方法

有效

• 申請號: 201910788008.1
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110625923B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 聶華榮;賀愛華;韓小龍
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B29C64/10
• 分類號: B29C64/10;H01B1/22;H01B1/24;G01D21/02;B33Y10/00
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

本發明公開了一種新的導電高分子復合材料及其3D打印成型方法。其主要技術特征為3D打印與物理涂覆相結合。具體為，以可用于3D打印的高分子材料為基材，在3D打印成型過程中，于打印樣品內層涂覆導電填料，使填料在高分子基材的內層面形成網絡，獲得具有導電功能的高分子復合材料，以應用于防靜電、電導、電磁屏蔽等領域。此發明的最大優點在于使用極少的導電填料，即可實現復合材料的最大功能化，不僅節省成本、還會使復合材料的力學性能在原有基礎上得到提高；另外，因填料在基材內部形成網絡，外部環境的變化，不影響復合材料的功能與應用。

技術領域

本發明屬于功能材料技術領域，涉及導電高分子復合材料及其制備技術領域，特別涉及 高分子材料3D打印領域，以及一種以3D打印方式成型的導電高分子復合材料制備的技術領 域。

背景技術

隨社會的快速發展和新材料的快速成型，3D打印隨時代而生，其極強的創新性和實驗性， 必將成為未來產品設計的核心及主要加工技術。但目前，利用3D打印技術設計成型的材料少 之又少(CN201711141801.X；CN201711345348.4；CN201510922362.0)，已嚴重影響了3D打印 技術的發展進程，因此，利用3D打印技術設計新產品是3D打印技術發展的需要。

另外，根據3D打印工藝的特點，在高分子材料中引入功能性粒子(J MaterProcess Tech 2019,271,62-74；Int J Precis Eng Man 2017,18,763-769)，還可拓展3D打印材料的應用領域。 但目前這些技術僅限于，填料與高分子基體在打印前復合。因此，制備過程中需加入大量填 料，才能使填料在高分子基體中形成網絡結構，實現填料功能的發揮，而高濃度的填料會增 加高分子熔體粘度，給3D打印加工造成困難。

發明內容

為了加快3D打印技術的發展和推動利用3D打印技術設計新產品的進程：

本發明的目的之一在于提供一種新的導電高分子復合材料的3D成型方法；

本發明的目的之二在于提供一種新的導電高分子復合材料；

本發明的目的之三在于提供一種基于3D打印技術，使用極少功能性導電填料，即可實現 高分子材料電導功能的制備技術；

本發明的制備原理及性能優勢：利用3D打印成型方式的特殊性，以可用于3D打印的 高分子材料為基材，在高分子材料3D打印成型過程中，于其內層物理涂覆功能性導電填料， 使導電填料形成網絡結構，獲得導電高分子復合材料，應用于防靜電、電導、電磁屏蔽等應 用領域。此發明的最大優點在于采用3D打印與物理涂覆相結合，使用極少的導電填料，即可 實現復合材料的最大功能化，不僅節省填料、還會使復合材料的力學性能在原有基礎上得到 提升；同時，由于導電填料在材料內部形成網絡，外部條件的變化，不影響復合材料的導電 功能。

本發明涉及的3D打印成型導電高分子復合材料的制備方法如附圖1所示。具體為，以可 用于3D打印的高分子材料為基質，進行3D打印，待打印完一層或數層后，可在打印機工作 過程中或將打印機暫停，在已打印材料的表面涂覆導電填料，待打印機繼續打印一層或數層 時進行第二次涂覆，依次達到自己設計的打印厚度和涂覆層數。

本發明涉及的3D打印成型，高分子復合材料中的導電填料網絡結構的具體形成過程如 下：