[发明专利]一种3D打印改性聚醚酮树脂材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性聚醚酮树脂组合物，包括如下重量份的组分：

2.如权利要求1所述的组合物，其中所述的聚醚酮树脂为低分子量的热塑性聚醚酮树脂，其粘流温度在200-230℃，分子量约为600-1200，优选800-1000。

优选地，所述聚醚酮树脂的用量为70-75重量份。

3.如权利要求1或2所述的组合物，所述的扩链剂选自苯二异氰酸酯、4,4'-二异氰酸基-3,3'-二甲基联苯中的一种。优选对苯二异氰酸酯、4,4'-二异氰酸基-3,3'-二甲基联苯中的一种。所述的扩链剂用量优选为0.2-0.4重量份。

所述的封端剂为烯胺类化合物，优选丙烯胺、丁烯胺中的一种。所述的封端剂用量优选为0.6-0.8重量份。

优选地，所述交联剂选自丙烯酸酯类，优选甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯中的一种。所述交联剂的用量优选为0.2-0.6重量份，还可以为0.3-0.5重量份。

优选地，所述低分子量聚合物为聚合度为3-10的聚醚酮树脂、聚丙烯酸酯中的一种。所述低分子量聚合物优选为4-14重量份，更优选4、6、9或14重量份。

优选地，所述增韧剂选自可降解的聚己二酸-丁二醇酯、聚丁二酸-丁二醇酯、聚(己二酸-丁二酸)丁二醇共聚酯中的一种。优选聚(己二酸-丁二酸)丁二醇共聚酯。所述增韧剂的用量优选为4-8重量份，例如3、5或6重量份。

所述的补强剂为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙中的一种，优选纳米二氧化硅。所述补强剂的用量优选为3-4重量份。

所述的润滑剂为复合润滑剂，由石墨、硫化钼、硫化锑组成，优选的石墨、硫化钼和硫化锑的重量组成比例为5:1:1。所述润滑剂的用量优选为5重量份。

所述的热稳定剂为复合热稳定剂，由稳定剂1010、1096、168一种或多种复配。所述的热稳定剂用量优选为0.5重量份。

4.如权利要求1-3任一项所述的组合物，其特征在于，所述3D打印改性聚醚酮树脂组合物的原料包括70份的热塑性聚醚酮树脂、14份的低分子量聚合物、0.4份的扩链剂、0.6份的封端剂、0.5份的交联剂、4份补强剂、5份增韧剂、5份润滑剂和0.5份稳定剂。

优选地，所述3D打印改性聚醚酮树脂组合物的原料包括75份的热塑性聚醚酮树脂、9份的低分子量聚合物、0.4份的扩链剂、0.6份的封端剂、0.5份的交联剂、4份补强剂、5份增韧剂、5份润滑剂和0.5份稳定剂。

更优选地，所述3D打印改性聚醚酮树脂组合物的原料包括80份的热塑性聚醚酮树脂、4份的低分子量聚合物、0.4份的扩链剂、0.6份的封端剂、0.5份的交联剂、4份补强剂、5份增韧剂、5份润滑剂和0.5份稳定剂。

5.一种3D打印改性聚醚酮树脂材料，由权利要求1-4任一项所述的组合物制的。

6.种权利要求5所述的3D打印改性聚醚酮树脂材料的制备方法，包括如下步骤：

1)按比例将聚醚酮树脂和低分子量聚合物加入混料机，依次加入扩链剂、封端剂，反应之后加入交联剂、补强剂，充分混合后出料；

2)将步骤1)中得到的混合料与增韧剂、润滑剂和稳定剂混合挤出造粒；

4)将步骤2)中所造粒子干燥后挤出加工成细丝。

7.如权利要求6所述的方法，其中步骤1)中，聚醚酮树脂和低分子量聚合物加入混料机，升温80℃，反应时间为半小时，充分混合是指在600r/min的转速条件下充分混合1h后出料。

优选地，其中步骤2)中，用双螺杆挤出机混合挤出造粒，物料在挤出机中的时间不超过3分钟；双螺杆挤出机螺杆直径为71mm，挤出机温度设定为150-170℃，模头温度170-180℃。

优选地，其中步骤3中，干燥是用烘干箱在50℃的温度下干燥2-3小时；挤出是用双螺杆挤出机挤出加工成直径为1.75mm、3mm的细丝，直径误差在5％以内；双螺杆挤出机螺杆直径为71mm，挤出机温度依次设定为150-170℃，模头温度170-180℃；加工时采用分段冷却的方法，冷却温度依次设定为120℃、100℃、80℃、60℃、40℃、20℃。

8.一种权利要求1-4任一项的改性聚醚酮树脂组合物或者权利要求5的改性聚醚酮树脂材料的应用，其特征在于，用作3D打印材料。