[發明專利]一種用于選擇性激光燒結3D打印的具有電磁屏蔽功能的聚氨酯粉體材料

有效

• 申請號: 201911161775.6
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN111574824B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 夏和生;周玲娟;費國霞;王占華;姚建樹
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃先進高分子材料研究所有限公司;南京墨分三維科技有限公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08L83/04;C08K9/02;C08K3/04;B33Y70/10
• 代理公司: 南京新慧恒誠知識產權代理有限公司 32424
• 代理人: 鄧唯

1.一種用于選擇性激光燒結3D打印的具有電磁屏蔽功能的聚氨酯粉體材料，其特征在于，其制備方法包括如下步驟：

（1）將聚氨酯彈性體100份、導電添加劑5-15份、潤滑劑1-3份高速混合后經過雙螺桿擠出機擠出，造粒，再經冷凍破碎機進行破碎成粉體，篩分后得到復合聚氨酯粉末，備用；

（2）將0.1-0.5份單壁碳納米管加入200份有機溶劑中，超聲分散，然后加入100份復合聚氨酯粉末，機械攪拌，抽濾除有機溶劑，風干，真空干燥，得到包覆導電添加劑的復合聚氨酯粉末；

（3）將100份包覆導電添加劑的復合聚氨酯粉末與0.1-0.3份助流劑經過高速粉末混合均勻，得到選擇性激光燒結3D打印的具有電磁屏蔽功能的聚氨酯粉體材料；

所述的聚氨酯彈性體是指經過羧基改性的聚氨酯彈性體；所述的羧基改性的聚氨酯彈性體的制備方法包括如下步驟：按重量份計，取聚醚15-25份，真空脫水后，與聚二甲基硅氧烷3-5份、甲苯-2,4-二異氰酸酯25-45份、催化劑0.2-0.5份混合，進行升溫預聚反應，再加入帶有羧基的擴鏈劑，劇烈攪拌后，并保溫熟化反應，得到羧基改性的聚氨酯彈性體；

所述導電添加劑為碳納米管與氧化石墨烯的混合物，所述的碳納米管的表面經過氨基化處理；所述的氨基化處理的步驟包括：S1，將濃硫酸和濃硫酸按照體積比1：1-1.5混合，將單壁碳納米管分散于混合酸溶液中，升溫反應后，用去離子水洗滌產物，減壓干燥后，得到表面羥基化的單壁碳納米管；S2，按重量份計，將表面羥基化的單壁碳納米管15-20份、濃硫酸40-60份、過氧化氫溶液35-55份混合，升溫反應，結束后，用去離子水洗滌產物，減壓干燥后，得到表面羧基化的單壁碳納米管；S3，按重量份計，將表面羧基化的單壁碳納米管10-12份分散于200-240份的二甲基甲酰胺中，再加入15-25份的二乙烯三胺，并進行反應，產物采用乙醇洗滌后，減壓干燥，得到氨基化處理的碳納米管。

2.根據權利要求1所述的用于選擇性激光燒結3D打印的具有電磁屏蔽功能的聚氨酯粉體材料，其特征在于，所述的步驟（2）中的有機溶劑是無水乙醇，超聲分散的時間是1-5h，機械攪拌過程的轉速600-800rpm，機械攪拌的時間是1-5h；所述的步驟（2）中的真空干燥是60-70℃下真空干燥10-30h；所述所述的步驟（1）中的復合聚氨酯粉末粒徑≤100 μ m 。

3.根據權利要求1所述的用于選擇性激光燒結3D打印的具有電磁屏蔽功能的聚氨酯粉體材料，其特征在于，聚醚是N204、N210、N220、N240或者N260；催化劑是有機錫催化劑；帶有羧基的擴鏈劑是指二羥甲基丁酸；預聚反應的反應溫度是70-85℃，時間為1-4h，劇烈攪拌的時間是1-2min，保溫熟化反應過程溫度是85-95℃，保溫熟化反應過程時間是10-12h。

4.根據權利要求1所述的用于選擇性激光燒結3D打印的具有電磁屏蔽功能的聚氨酯粉體材料，其特征在于，碳納米管與氧化石墨烯的混合物混合比例為質量比90：10； S1中升溫反應是指在120-150℃下反應0.5-1h。

5.根據權利要求1所述的用于選擇性激光燒結3D打印的具有電磁屏蔽功能的聚氨酯粉體材料，其特征在于，S3中，反應過程是25-35℃下反應15-20h。

6.根據權利要求1所述的用于選擇性激光燒結3D打印的具有電磁屏蔽功能的聚氨酯粉體材料，其特征在于，所述潤滑劑為硅酮粉，粒徑≤10 μ m ；所述助流劑為微粉硅膠，粒徑≤50nm；所述高速粉末混合機，混合速度為1300-1500rpm，混合時間為30min。

7.權利要求1所述的制備方法所直接得到聚氨酯粉體材料在用于選擇性激光燒結制備具有電磁屏蔽功能材料中的應用。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述的應用中還包括如下步驟：經過模型設計，設置打印參數，激光燒結，清粉，打磨得到電磁屏蔽聚氨酯制品；激光打印過程中的粉床溫度90-130℃，激光能量0.04-0.12 J/mm²。