[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

本發明涉及3D打印材料領域，尤其涉及了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。本發明的具有電磁屏蔽功能的聚氨酯粉體材料適用于選擇性激光燒結3D打印，燒結工藝性好，燒結制品致密性好，電磁屏蔽性能好，拉伸強度5?10MPa，伸長率150?300%，電導率100?600S/m，電磁屏蔽效能SE為15?40dB。

技術領域

本發明涉及3D打印材料領域，尤其涉及了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。

背景技術

3D打印（即增材制造）技術是一種以數字模型文件為基礎，通過增加材料逐層制造的方式來構建實體的快速成型的先進制造技術。近20年來，3D打印技術作為新興的快速成型技術，發展十分迅速，在工業制造、航空航天、國防軍工、生物醫學能源等國民經濟和高科技領域有十分中國要的應用。其類型包括熔融沉積技術、選擇性激光燒結技術、光固化成型技術和分層實體制造技術。

選擇性激光燒結技術是3D打印最重要的加工技術之一，C.R.Dechard等在專利US4863538中首次提出選擇性激光燒結思想并于1989年成功研制出激光燒結工藝。簡單的說，激光束在計算機控制下根據分層截面信息進行有選擇地燒結，一層完成后再進行下一層燒結，全部燒結完后去掉多余的粉末，則即可得到燒結好的零件。選擇性激光燒結技術具有諸多優點，如粉末選材廣泛、適用性廣、制造工藝比較簡單、成形精度高、無需支撐結構、可直接燒結零件，因此在現代制造業中受到越來越廣泛的重視。在可用于激光燒結的材料中，聚合物材料因其優異的性能備受關注，但可用于選擇性激光燒結過程的聚合物卻很有限，目前市場上還是以尼龍為主。

聚氨酯彈性體是一種性能介于橡膠和塑料中間的高分子材料，其硬度范圍廣，并且具有高強度、高彈性、高耐磨性和高屈撓性等優良的機械性能，同時又具有耐油、耐溶劑和耐一般化學品的性能，所以被廣泛應用于汽車機械殼體、管材部件和服裝鞋類等領域。開發適用于選擇性激光燒結的功能性聚氨酯彈性，比如具有電磁屏蔽功能的聚氨酯彈性體材料，可以開拓在3D打印技術在柔性電子、智能穿戴制品等方面的應用。

發明內容

本發明的目的提供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，其特點是該聚氨酯粉體材料由熱塑性聚氨酯、導電添加劑、潤滑劑組成，適用于選擇性激光燒結3D打印，燒結工藝性好，燒結制品致密性好，強度高，電磁屏蔽效能高。

本發明的第一個方面，提供了：

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）在復合聚氨酯粉末表面包覆導電添加劑：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。

在一個實施方式中，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。

在一個實施方式中，所述的步驟（2）中的真空干燥是60-70℃下真空干燥10-30h。

在一個實施方式中，所述復合聚氨酯粉末，粒徑≤100um。

在一個實施方式中，聚氨酯彈性體是指經過羧基改性的聚氨酯彈性體。