[發(fā)明專利]3D打印多相油墨及其制備方法與應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010909327.6
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112239612A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 邢鋒;張媛媛;朱光明;董必欽;湯皎寧;潘攀;李文強
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C09D11/30
• 分類號: C09D11/30;C09D11/52;B33Y70/10;C01B32/19;C01B32/168;C01B32/174;C09K5/06
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 郝文婷

本申請?zhí)峁┝艘环N3D打印多相油墨，3D打印多相油墨為乳液體系，所述乳液體系的水相包括納米材料，所述乳液體系的油相包括兩親性材料，提供分散于互不相容的兩種溶劑的納米材料和兩親性材料，二者在兩相界面發(fā)生超分子組裝，誘導納米材料發(fā)生界面阻塞，構建穩(wěn)定相界面，形成以單一納米材料的水相分散液為連續(xù)相、以兩親性材料的油相溶液為分散相的3D打印多相油墨，相界面之間的有限空間誘導納米材料發(fā)生阻塞，增加了3D打印多相油墨的粘度和模量，該3D打印多相油墨不需要提供添加劑，即可實現了以單一納米材料的水相分散液為連續(xù)相，并允許功能物質分別從不相溶的相摻入3D打印多相油墨，有利于提升打印結構的性能及實現多功能化。

技術領域

本申請屬于3D打印材料技術領域，尤其涉及一種3D打印多相油墨及其制備方法與應用。

背景技術

3D打印即快速成型技術的一種，又稱增材制造，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(yè)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(yè)設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產業(yè)、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打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。其中，二維納米材料、納米顆粒、納米纖維等通常具有特殊的物理性質，如導熱、導電、吸光、磁響應等性能，被廣泛用于能源、電子、醫(yī)療等領域。隨著對材料性能要求的提升以及對材料空間控制能力的需求，人們開始利用3D打印技術將納米材料的微觀性能向宏觀尺度可控的轉換。通過發(fā)展納米油墨墨水，已經初步實現了納米材料的程序化、多樣化打印。

目前，用于3D打印的納米油墨墨水通常是將納米材料分散于連續(xù)相材料中，如聚合物、水凝膠等，其打印性能依賴于主體材料的光、熱敏感性或者流變性。特別是在一些特殊的應用領域如熱管理材料、相變油墨、多相電池材料 (Li-S電池)、纖維管式外援修復材料等，均需要在添加劑的輔助下才能將納米材料進行連接或進行相互使用形成連續(xù)相，而納米材料難以直接作為連續(xù)相形成3D打印材料，限制了3D打印多相油墨的制備及使用。

發(fā)明內容

本申請的目的在于提供一種3D打印多相油墨及其制備方法與應用，旨在解決現有技術中納米材料無法直接作為3D打印多相油墨的連續(xù)相，導致3D打印多相油墨需要加入其他添加劑影響其使用的問題。

為實現上述申請目的，本申請采用的技術方案如下：

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N3D打印多相油墨，所述3D打印多相油墨為乳液體系，所述乳液體系的水相包括納米材料，所述乳液體系的油相包括兩親性材料。

第二方面，本申請?zhí)峁┮环N所述的3D打印多相油墨的制備方法，包括如下步驟：

提供納米材料，將所述納米材料與水溶液進行分散處理，得到納米材料的水相分散液；

提供兩親性材料，將所述兩親性材料與油相溶液進行分散處理，得到兩親性材料的油相溶液；

將所述納米材料的水相分散液和所述兩親性材料的油相溶液進行乳化分散處理，再進行放置處理，得到所述3D打印多相油墨。

第三方面，本申請?zhí)峁┮环N3D打印多相油墨的應用，所述3D打印多相油墨在電子電氣領域、工業(yè)模型領域、電路板領域、混凝土建筑材料領域中的應用，其中，所述3D打印多相油墨為所述的3D打印多相油墨或由所述的3D打印多相油墨的制備方法制備得到的。