[发明专利]一种碳纳米管增强的光固化三维打印材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管增强的光固化三维打印材料，其组成原料及重量份为：

环氧丙烯酸酯  30~40份，

超支化聚酯丙烯酸酯15~20份，

1,6-己二醇二丙烯酸酯  15~20份，

三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯16~26份，

2-苯基2,2-二甲氨基-1-（4-吗啉苯基）-1-丁酮  1.3~2.0份，

异丙基硫杂蒽酮 1.0~2.0份，

二芳基六氟磷酸碘鎓盐 1.0~2.0份，

消泡剂 0.1~1.0份，

流平剂0.1~1.0份，

润湿分散剂  0.1~1.0份，

γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷 0.2~0.3份，

三级胺助引发剂 1.5~3.0份，

改性碳纳米管 0.1~1.0份。

2.根据权利要求1所述碳纳米管增强的光固化三维打印材料，其特征在于，所述改性碳纳米管是这样获得的：

（1）取1g碳纳米管，加入20ml双氧水，超声分散2~4h，用去离子水冲洗反应物至中性，再用孔径为φ0.22μm的滤膜减压抽滤，并继续洗涤至中性，最后将反应物50℃下真空干燥8~10h，得到纯化的碳纳米管；

（2）将质量比为5:1的双氧水与柠檬酸钠制成混合溶液，以氢氧化钠调整pH为7~8，将步骤1获得纯化的碳纳米管加入混合溶液中，超声处理4~6h，再减压抽滤，用蒸馏水洗涤至中性，最后80℃干燥12h，得到羟基化碳纳米管；

（3）取0.1g γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷溶于50ml乙醇中，以草酸调节PH为4~5，超声水解2~4h后，加入1g步骤2获得的羟基化碳纳米管，搅拌均匀，在70~85℃搅拌反应6~8h，最后以4000pm离心8~10min，去掉上层液体，将获得的沉淀再用无水乙醇以4000rpm离心8~10min，将得到黑色的沉淀于60℃干燥12~15h，干燥产物即为改性碳纳米管。

3.根据权利要求2所述碳纳米管增强的光固化三维打印材料，其特征在于，所述三级胺助引发剂为叔胺丙烯酸酯。

4.根据权利要求2所述碳纳米管增强的光固化三维打印材料，其特征在于，所述消泡剂为BYK307，流平剂为Glide432，润湿分散剂为Efka 4800，硅烷偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。

5.根据权利要求2所述的碳纳米管增强的光固化三维打印材料，其特征在于，所述环氧丙烯酸酯分子量为5000~6000，超支化聚酯丙烯酸酯的粘度为375mPa·S。

6.根据权利要求2所述的碳纳米管增强的光固化三维打印材料，其特征在于，所述改性碳纳米管外径小于8nm，内径为2~5nm，长度为0.5~2um。

7.一种如权利要求1-6之一所述碳纳米管增强的光固化三维打印材料的制备方法，包括以下步骤：

（a）按组成原料的重量份称取各原料，将环氧丙烯酸酯和超支化聚酯丙烯酸酯混合后，以400rpm搅拌3h，获得预聚物；

（b）将1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯混合，磁力搅拌1~2h，再加入2-苯基2,2-二甲氨基-1-（4-吗啉苯基）-1-丁酮、异丙基硫杂蒽酮、二芳基六氟磷酸碘鎓盐和三级胺助引发剂，磁力搅拌至形成淡黄色透明混合液；

（c）在球磨机中加入消泡剂、流平剂、润湿分散剂、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、改性碳纳米管以及步骤a获得的预聚物和步骤b获得的混合液，以转速200rpm，球料比5:1，每10min交替运行，共运行9h后，即获得碳纳米管增强的光固化三维打印材料。