一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材及制备方法。a、在反应釜中将石墨烯粉末和聚偏二氟乙烯加入N‑甲基吡咯烷酮制得混合分散液；b、加热后将聚苯硫醚进行拉丝，然后进入反应釜制得石墨烯包裹的单层包覆聚苯硫醚丝材；c、除去溶剂后将导热涂料喷涂于丝材表面形成导热膜，得到双层包覆改性的聚苯硫醚丝材。所述方法具有以下有益效果：在丝材表面形成两层良传热层，热量能均匀、快速传至丝材各部位，丝材受热均匀、凝固均匀，可有效避免弯曲，在用于3D打印时可有效减少制品的热收缩率，打印精度高。

Double coated polyphenylene sulfide wire for 3D printing and preparation method thereof

The invention discloses a double-layer coated polyphenylene sulfide wire used for 3D printing and a preparation method thereof. A, in the reaction kettle, the powder of graphene and polyvinylidene fluoride are added to the mixed dispersions of N methyl pyrrolidone by adding two fluoroethylene. After B, polyphenylene sulfide is drawn and then a monolayer polyphenylene sulfide wire coated with graphene is made into a reaction kettle, and the heat conduction coating is sprayed on the surface of silk to form heat conduction after removing the solvent. Double coated polyphenylene sulfide wire was obtained. The method has the following beneficial effects: two layers of good heat transfer layer are formed on the surface of the silk material, the heat energy can be evenly and quickly spread to the various parts of the silk material. The silk material is heated evenly and solidified evenly, and can effectively avoid the bending. It can effectively reduce the heat shrinkage rate of the products when used for 3D printing, and the printing precision is high.

【技术实现步骤摘要】
一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材及制备方法
本专利技术涉及3D打印材料领域，具体涉及聚苯硫醚材料的制备，尤其是涉及一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材的制备方法。
技术介绍
3D打印技术亦称为增材制造或增量制造，指基于三维数学模型数据，通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术。与传统的材料加工技术相比3D打印技术有许多突出的优势，已逐步成为下一个具有广阔前景的朝阳产业。现阶段制约3D打印技术发展的因素主要有两个：打印工艺和打印材料，其中材料是3D打印的物质基础，也是制约其发展的瓶颈。目前用于3D打印的的材料目前3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、光敏材料和陶瓷材料，形态包括粉末状、丝状、层片状、液体状。其中熔融沉积成型为热塑性高分子材料的主要3D打印手段，其使用的是丝状的高分子打印材料，应满足机械强度高、低收缩率、适合的熔融温度和无毒环保要求，主要由ABS塑料，聚碳酸酯、聚苯砜、聚苯硫醚等，其中聚苯硫醚具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点，在3D打印应用中越来越受到重视。专利申请号201610644387.3公开了一种3D打印用改性聚苯硫醚材料及其制备方法，组份包括聚苯硫醚树脂、扩链剂、促进剂、补强剂、加工润滑剂和热稳定剂。制备方法包括以下步骤：将配方量的聚苯硫醚树脂、扩链剂、促进剂、补强剂、加工润滑剂和热稳定剂依次加入混料设备中并经充分混合后出料，得到混合物料；将混合物料经双螺杆挤出机挤出造粒，将所得颗粒干燥后得到粒料；将粒料经3D打印长丝挤出机挤出加工得到细丝，冷却后得到3D打印用改性聚苯硫醚材料。此专利技术采用简单可行、成本低廉且易于工业化的方法制备出适合3D打印的高性能改性聚苯硫醚材料。专利申请号201510974537.2公开了一种聚乳酸与聚苯硫醚的复合3D打印材料及其制备方法。此专利技术提供一种聚乳酸与聚苯硫醚的复合3D打印材料，其原料按重量份计，包括如下组分：聚乳酸40~65份、聚苯硫醚20~60份、分散剂0.1~15份、增韧剂1~4份；增韧剂的原料按重量份计，包括如下组分：碳酸钙1~25份、钛酸酯偶联剂1~5份。此专利技术所提供的复合3D打印材料在打印时具有良好的稳定性和均一性，同时此专利技术生产过程简单，操作方便，容易控制，易于大规模生产。专利申请号201510101069.8公开了一种适用于3D打印的改性聚苯硫醚树脂材料，其由包括以下重量份的组分的组合物制备得到：聚苯硫醚树脂65~85份、扩链剂0.05~0.6份、封端剂0.5~1份、交联剂0.1~0.7份、低分子量聚合物3~20份、增韧剂2~10份、补强剂1~5份、润滑剂1~6份、热稳定剂0.1~0.7份。此专利技术是利用简单的混料、挤出工艺技术对聚苯硫醚树脂进行改性处理，经过改性的聚苯硫醚树脂的加工温度有大幅降低，成型器件的熔融温度并未有明显的降低，韧性有所增强使得聚苯硫醚树脂在3D打印领域有更广阔的应用前景。专利申请201510350644.8公开了一种聚苯硫醚/石墨烯复合材料的制备方法，先利用分散性能好的氧化石墨烯和PPS为原料，加热条件下在有机溶剂中溶解或高度分散，然后在形成的体系中加入还原剂，原位还原氧化石墨烯，利用氧化石墨烯与PPS之间的非键作用力抑制还原过程中石墨烯团聚，过滤还原石墨烯和PPS分散液，清洗滤饼，干燥，即得石墨烯/PPS复合材料。该制备方法简单易行，所制备的还原石墨烯/PPS复合材料的耐磨、抗氧化、耐紫外、耐高温和抗腐蚀等性能大大提高，而PPS加工性能不受影响。由此可见，现有技术中聚苯硫醚在用于3D打印时，因其熔点较高，加热时间较长，不同部分的受热过程存在均匀性差异，而由于打印采用分部进行，这样的效果会产生形变甚至弯曲，导致打印制品存在热收缩率较大，打印精度低等问题。
技术实现思路
为有效解决上述技术问题，本专利技术提出了一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材的制备方法，可显著改善3D打印时的热量均匀传递，减小了制品的热收缩率，提高了打印精度。本专利技术的具体技术方案如下：一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材的制备方法，是以聚偏二氟乙烯携带的石墨烯粉末为第一层包覆，以导热涂料形成的导热膜为第二层包覆，制得双层包覆改性的聚苯硫醚丝材，具体的制备步骤为：a、在反应釜中加入N-甲基吡咯烷酮作为介质，然后加入石墨烯粉末和聚偏二氟乙烯，搅拌均匀，制得混合分散液；b、将步骤a的混合分散液加热至150~180℃，将聚苯硫醚进行拉丝和冷却，经定径孔进入反应釜中，在聚偏二氟乙烯析出和固化的过程中，携带石墨烯粉末均匀包覆于聚苯硫醚丝材的表面，制得单层包覆聚苯硫醚丝材；c、将步骤b制得的单层包覆聚苯硫醚丝材进行洗涤除去N-甲基吡咯烷酮，然后将导热涂料通过喷涂覆盖在丝材的表面，形成导热膜，制得双层包覆改性的聚苯硫醚丝材，用于精密3D打印。优选的，所述反应釜为蒸汽循环加热反应釜、导热油循环加热反应釜、外盘半管式加热反应釜中的一种。优选的，所述石墨烯粉末为氧化石墨烯粉末、氢化石墨烯粉末、氟化石墨烯粉末中的至少一种。优选的，所述步骤a中，各组分的重量份为，N-甲基吡咯烷酮45~60重量份、石墨烯粉末15~20重量份、聚偏二氟乙烯25~35重量份。优选的，所述定径孔的孔径为200~500μm。优选的，步骤c所述洗涤采用无水乙醇，次数为2~4次。优选的，所述导热涂料为氮化硼系导热涂料，导热系数为200~400W/m·K。优选的，步骤c所述喷涂采用重力式喷枪或压送式喷枪中的一种，工作压力为2~5kg/cm2，喷嘴口径为1.3~1.8mm。优选的，步骤c所述导热膜的厚度为10-20μm。进一步提供由上述方法制备得到的一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材。本专利技术上述内容提出一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材及制备方法，主要是在反应釜中以N-甲基吡咯烷酮作为介质，向其添加石墨烯粉末和聚偏二氟乙烯，得到混合分散液，经拉丝、冷却的聚苯硫醚原始丝材由定径孔经过反应釜后，随着聚偏二氟乙烯的析出、固化，携带石墨烯粉末均匀包覆在聚苯硫醚丝材表面，除去溶剂，再将导热涂料通过喷涂方式覆盖在丝材表面形成导热膜，得到双层包覆改性的聚苯硫醚丝材。其显著效果是丝材表面有两层良传热层，热量能均匀、快速传至丝材各部位，能使丝材受热均匀、凝固均匀，从而减少3D打印时制品的热收缩性，避免翘曲，适用于精密打印。本专利技术的有益效果为：1.提出了一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材的制备方法。2.本专利技术的方法制备中，在丝材表面形成两层良传热层，热量能均匀、快速传至丝材各部位，能使丝材受热均匀、凝固均匀，避免弯曲。3.本专利技术制备的双层包覆聚苯硫醚丝材用于3D打印时可有效减少制品的热收缩率，打印精度高。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本专利技术的范围内。实施例1a、在反应釜中加入N-甲基吡咯烷酮作为介质，然后加入石墨烯粉末和聚偏二氟乙烯，搅拌均匀，制得混合分散液；b、将步骤a的混合分散液加热至165℃，将聚苯硫醚进行拉丝和冷却，经定径孔进入反应釜中，在聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材的制备方法，其特征在于，以聚偏二氟乙烯携带的石墨烯粉末为第一层包覆，以导热涂料形成的导热膜为第二层包覆，制得双层包覆改性的聚苯硫醚丝材，具体的制备步骤为：a、在反应釜中加入N‑甲基吡咯烷酮作为介质，然后加入石墨烯粉末和聚偏二氟乙烯，搅拌均匀，制得混合分散液；b、将步骤a的混合分散液加热至150~180℃，将聚苯硫醚进行拉丝和冷却，经定径孔进入反应釜中，在聚偏二氟乙烯析出和固化的过程中，携带石墨烯粉末均匀包覆于聚苯硫醚丝材的表面，制得单层包覆聚苯硫醚丝材；c、将步骤b制得的单层包覆聚苯硫醚丝材进行洗涤除去N‑甲基吡咯烷酮，然后将导热涂料通过喷涂覆盖在丝材的表面，形成导热膜，制得双层包覆改性的聚苯硫醚丝材，用于精密3D打印。

【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材的制备方法，其特征在于，以聚偏二氟乙烯携带的石墨烯粉末为第一层包覆，以导热涂料形成的导热膜为第二层包覆，制得双层包覆改性的聚苯硫醚丝材，具体的制备步骤为：a、在反应釜中加入N-甲基吡咯烷酮作为介质，然后加入石墨烯粉末和聚偏二氟乙烯，搅拌均匀，制得混合分散液；b、将步骤a的混合分散液加热至150~180℃，将聚苯硫醚进行拉丝和冷却，经定径孔进入反应釜中，在聚偏二氟乙烯析出和固化的过程中，携带石墨烯粉末均匀包覆于聚苯硫醚丝材的表面，制得单层包覆聚苯硫醚丝材；c、将步骤b制得的单层包覆聚苯硫醚丝材进行洗涤除去N-甲基吡咯烷酮，然后将导热涂料通过喷涂覆盖在丝材的表面，形成导热膜，制得双层包覆改性的聚苯硫醚丝材，用于精密3D打印。2.根据权利要求1所述一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材的制备方法，其特征在于：所述反应釜为蒸汽循环加热反应釜、导热油循环加热反应釜、外盘半管式加热反应釜中的一种。3.根据权利要求1所述一种用于3D打印的双层包覆聚苯硫醚丝材的制备方法，其特征在于：所述石墨烯粉末为氧化石墨烯粉末、氢化石墨烯粉末、氟化石墨烯粉末中的至少一种。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，昝航，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51