本发明专利技术提出一种3D打印用聚苯硫醚复合材料及其制备方法。该复合材料的制备方法为将N-乙烯基吡咯烷酮溶于乙醇中，加入过氧化苯甲酰，室温放置，再依次加入对苯二甲酸、α-氰基丙烯酸乙酯，室温搅拌，然后加入聚苯硫醚颗粒，加热搅拌，冷却至室温，得3D打印用聚苯硫醚复合材料。本发明专利技术制备的聚苯硫醚复合材料可在40~70℃的温度范围内进行3D打印，不会堵塞3D打印机喷头，避免了聚苯硫醚耗材3D打印需在高温条件下将高分子聚合物熔融的缺点；制备工艺简单，生产成本低，便于推广和应用；丰富了3D打印耗材的种类。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出一种3D打印用聚苯硫醚复合材料及其制备方法。该复合材料的制备方法为将N-乙烯基吡咯烷酮溶于乙醇中，加入过氧化苯甲酰，室温放置，再依次加入对苯二甲酸、α-氰基丙烯酸乙酯，室温搅拌，然后加入聚苯硫醚颗粒，加热搅拌，冷却至室温，得3D打印用聚苯硫醚复合材料。本专利技术制备的聚苯硫醚复合材料可在40~70℃的温度范围内进行3D打印，不会堵塞3D打印机喷头，避免了聚苯硫醚耗材3D打印需在高温条件下将高分子聚合物熔融的缺点；制备工艺简单，生产成本低，便于推广和应用；丰富了3D打印耗材的种类。【专利说明】3D打印用聚苯硫醚复合材料及其制备方法
本专利技术属于复合材料
，涉及一种3D打印用聚苯硫醚复合材料及其制备 方法。
技术介绍
目前3D打印技术发展的最大阻碍就在于成型所需的材料，主要包括粉末和粘结 剂两部分。从三维打印技术的工作原理可以看出，其成型粉末需要具备材料成型性好、成型 强度高、粉末粒径较小、不易团聚、滚动性好、密度和孔隙率适宜、干燥硬化快等性质，可以 使用的原型材料有石膏粉末、淀粉、陶瓷粉末、金属粉末、热塑材料或者是其他一些有合适 粒径的粉末等。用于打印头喷射的粘结剂要求性能稳定，能长期储存，对喷头无腐蚀作用， 粘度低，表面张力适宜，以便按预期的流量从喷头中挤出。且不易干涸，能延长喷头抗堵塞 时间，低毒环保等。打印过程结束之后，需要将打印的模具静置一段时间，使得成型的粉末 和粘结剂之间通过交联反应、分子间作用力等作用固化完全。 聚苯硫醚（PPS)，是一种综合性能优异的特种工程塑料。PPS具有优良的耐高温、 耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特 点，被广泛用作结构性高分子材料，通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。同时，还可制 成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料，在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功 应用。PPS为一种白色粉末，密度为1. 3-1. 8克每立方厘米，PPS有十分有意的热性能。用 玻纤增强后的热性能指标更高，它的最高连续使用温度达400度，PPS的热稳定性优良，力口 热至500度时重量损失不明显，至700度时才会完全降解，它的力学性能随温度的升高下降 很少，改性后的PPS能在长期负荷和热负荷的作用下保持高的力学性能和尺寸稳定性，因 而可应用于温度高的受力环境中。 目前，以PPS为主体的3D打印耗材尚不多见，主要是PPS的熔化温度较高，熔融堆 积成型时容易堵塞喷头。另一方面，PPS难溶于常规溶剂，不便于高分子材料改性。3D打印 技术目前无法大规模推广和应用，主要限制于3D打印材料。目前用于3D打印的材料种类 还比较少，无法满足工业应用的要求。另外，常规3D打印技术中的粘合成型技术还需要完 善，需进一步探索条件降低成型材料所需成本以及三维打印机的成本，改进材料性能，加快 模具硬化干燥速度，简化后处理过程，进一步体现"快"的特点，并且将此技术向生产更大规 模的产品发展，充分发挥其作用。 本专利技术制备的复合材料可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料，在电子电器、 航空航天、汽车运输等领域获得应用，市场前景广阔。
技术实现思路
本专利技术属于复合材料
，涉及一种3D打印用聚苯硫醚复合材料及其制备 方法。该聚苯硫醚复合材料的制备方法的特征为将N-乙烯基吡咯烷酮溶于乙醇中，加入过 氧化苯甲酰，室温放置，再依次加入对苯二甲酸、α -氰基丙烯酸乙酯，室温搅拌，然后加入 聚苯硫醚颗粒，加热搅拌，冷却至室温，得3D打印用聚苯硫醚复合材料。本专利技术制备的聚苯 硫醚复合材料应用领域广泛，包括：（1)电子方面：电视机、电脑上的高压元件、外壳、插座、 接线柱，电动机的起动线圈、叶片，电刷托架及转子绝缘部件，接触开关，继电器，电熨斗，吹 风机，灯头，暖风机，F级薄膜等。（2)汽车工业：适用于排气再循环阀及水泵叶轮，及汽化 器、排气装置、排气调节阀、灯光反射器、轴承、传感部件等。（3)机械工业：用作轴承、泵、阀 门、活塞、精密齿轮、以及复印机、照相机、计算机零部件，导管、喷雾器、喷油嘴、仪器仪表零 件等。（4)化工领域：用于制作耐酸碱的阀门管道、管件、阀门、垫片及潜水泵或叶轮等耐腐 蚀零部件。（5)工程塑料：制造汽车零部件、防腐涂层、电器绝缘材料等。 本专利技术提出的3D打印用聚苯硫醚复合材料，其特征在于： ①由下列重量比的原料组成： 聚苯硫醚 4(Γ60%， α -氰基丙烯酸乙酯 5?20%， Ν-乙烯基吡咯烷酮 5?20%， 乙醇 ΚΓ30%， 过氧化苯甲酰 1~2%， 对苯二甲酸 1?5%。 ②制备步骤如下： 1) 将数均分子量为10000-50000的聚苯硫醚树脂粉碎成10(Γ120目的颗粒； 2) 按重量配比称取原料； 3) 在氮气氛围下，将Ν-乙烯基吡咯烷酮溶于乙醇中，加入过氧化苯甲酰，室温放置 3(Γ60分钟，再依次加入对苯二甲酸、α -氰基丙烯酸乙酯，室温搅拌9(Γ120分钟，然后加入 聚苯硫醚颗粒，加热至6(T80°C，搅拌18(Γ240分钟，冷却至室温，得3D打印用聚苯硫醚复合 材料。 将该材料在4(T70°C进行3D打印，测试成型后材料的密度、拉伸强度、弯曲模量及 收缩率。 本专利技术的优点在于：（1)将难溶性PPS制成10(Γ120目的微小颗粒，便于其在低沸 点溶剂乙醇中分散，将聚苯硫醚与α -氰基丙烯酸乙酯、Ν-乙烯基吡咯烷酮等复合，添加过 氧化苯甲酰、对苯二甲酸等辅助剂，配置成具有一定粘度的复合材料，在4(T70°C的温度范 围内进行3D打印，成型后乙醇挥发，过氧化苯甲酰引发固化，得3D打印产品。（2)本专利技术制 备的3D打印材料是一种溶胶凝胶材料，打印过程不会堵塞3D打印机喷头，适用于现有的多 数3D打印机。（3)制备工艺简单，生产成本低，便于推广和应用。 【具体实施方式】 下面通过实施例进一步描述本专利技术 实施例1 将40g数均分子量为10000-50000的聚苯硫醚树脂粉碎成10(Γ120目的颗粒；在氮气 氛围下，将20g Ν-乙烯基吡咯烷酮溶于30g乙醇中，加入lg过氧化苯甲酰，室温放置30分 钟，再依次加入4g对苯二甲酸、5g α -氰基丙烯酸乙酯，室温搅拌90分钟，然后加入40g聚 苯硫醚颗粒，加热至60°C，搅拌180分钟，冷却至室温，得3D打印用聚苯硫醚复合材料。 将该材料在40°C进行3D打印，成型后材料的密度为1.38g/cm3,拉伸强度为 119MPa，弯曲模量为3290MPa，收缩率为2. 12%。 实施例2 将60g数均分子量为10000-50000的聚苯硫醚树脂粉碎成10(Γ120目的颗粒；在氮气 氛围下，将5g Ν-乙烯基吡咯烷酮溶于23g乙醇中，加入2g过氧化苯甲酰，室温放置60分 钟，再依次加入5g对苯二甲酸、5g α-氰基丙烯酸乙酯，室温搅拌120分钟，然后加入60g 聚苯硫醚颗粒，加热至80°C，搅拌240分钟，冷却至室温，得3D打印用聚苯硫醚复合材料。 将该材料在70°C进行3D打印，成型后材料的密度为1.33g/cm3,拉伸强度为 103MPa，弯曲模量为3170MPa，收缩率为1. 19%。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种3D打印用聚苯硫醚复合材料，其特征在于：由下列重量比的原料组成：聚苯硫醚 40~60%，α‑氰基丙烯酸乙酯 5~20%，N‑乙烯基吡咯烷酮 5~20%，乙醇 10~30%，过氧化苯甲酰 1~2%，对苯二甲酸 1~5%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蓝碧健，
申请(专利权)人：太仓碧奇新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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