[发明专利]快速原位复合3D打印复合材料高活性界面增强剂及制备方法

权利要求书

1.一种快速原位复合3D打印复合材料高活性界面增强剂，其特征在于包括如下质量分数的组分：

2.根据权利要求1所述的增强剂，其特征在于：所述含羧酸盐聚氨酯预聚物是由二元醇、二异氰酸酯、2,2-二羟基羧酸及叔胺在催化剂作用下完成预聚，其中，所述的二元醇为分子量介于400～1000的聚酯二元醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇中的两种及以上的混合物；所述的二异氰酸酯化合物为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的两种及以上的混合物；所述的二羟基羧酸化合物为2,2-二羟甲基丙酸，2,2-二羟甲基丁酸，2,2-二羟甲基十二酸中的一种；所述的催化剂为二丁基二月桂酸酯锡；所述的叔胺为三乙胺、三丙胺、三丁胺中的一种或两种的混合物。

3.根据权利要求1所述的增强剂，其特征在于：所述的含羧基碳纳米管为羧基化多壁碳纳米管，碳纳米管直径10～20nm，长度10～30μm，羧基含量2±0.5wt％。

4.根据权利要求1所述的增强剂，其特征在于：氧化石墨烯为1～5层数的氧化石墨烯，氧含量30～45at％。

5.根据权利要求1所述的增强剂，其特征在于：扩链剂为乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种或两种的混合物。

6.根据权利要求1所述的增强剂，其特征在于：环氧树脂为E-51、E-44、AG-80、TDE-85、S-27、S-51、S-60、S-184、S-186、S-500、S-500M、S-510、S-610、S-720中的一种或两种的混合物。

7.根据权利要求1所述的增强剂，其特征在于：所述的表面活性剂为曲拉通-100、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种的混合物。

8.一种快速原位复合3D打印复合材料高活性界面增强剂制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)碳纳米粒子单分散液制备：按照权利要求1中的配比将表面活性剂和含羧基碳纳米管研磨混合至少20min；加入去离子水和氧化石墨烯、机械搅拌30～50min、超声分散至少20min；除去不溶物，得到碳纳米粒子单分散液；

(2)高活性界面增强剂制备：将含羧酸盐聚氨酯预聚物与碳纳米粒子单分散液混合，在高速剪切搅拌的同时依次加入扩链剂，环氧树脂；剪切乳化60～100min，得到高活性界面增强剂。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述含羧酸盐聚氨酯预聚物具体预聚步骤包括：二元醇在110～120℃条件下真空脱水至少30min；降温至50±5℃，加入二异氰酸酯化合物反应20～30min；加入二羟基羧酸化合物反应30～40min；加入催化剂，升温至80～100℃继续反应100～120min；最后加入叔胺和稀释剂，搅拌30±5min，降至室温；所述的稀释剂为丙酮、丁酮中的一种或两种的混合物。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述含羧酸盐聚氨酯预聚物预聚过程中二元醇的-OH基团：二异氰酸酯化合物的-CNO基团：2,2-二羟基羧酸化合物的-OH基团的摩尔比例为1:(1.5～2.5):(0.3～1)；二异氰酸酯化合物的含量为1.5～3wt％。