[发明专利]一种聚醚醚酮3D打印材料及其3D打印成型方法

说明书

本发明公开了一种聚醚醚酮3D打印材料及其3D打印成型方法：将聚醚醚酮溶于浓硫酸中得到磺化聚醚醚酮；将亚甲基双丙烯酰胺溶于水中得到亚甲基双丙烯酰胺溶液；将磺化聚醚醚酮与亚甲基双丙烯酰胺溶液混合，得到PEEK‑MBA；将PEEK‑MBA进行干燥，然后与聚醚酰亚胺混合，用双螺杆挤出机共混挤出，得到PEEK‑MBA‑PEI共混物；将PEEK‑MBA‑PEI共混物加入到锥形异向双螺杆挤出机中进行挤出成形，得到PEEK‑MBA‑PEI丝材，即为聚醚醚酮3D打印材料。本发明对聚醚醚酮材料进行改性，使得改性的聚醚醚酮材料可以适用于用作3D打印材料，并提供该种3D打印材料的3D成型方法。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种聚醚醚酮3D打印材料及其3D打印成型方法。

背景技术

聚醚醚酮(PEEK)是一种半结晶芳香族热塑性高分子材料，其熔点为334℃，软化点为168℃，拉伸强度为132～148MPa，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料。聚醚醚酮PEEK具有刚性和柔性，具有优良的滑动特性，只溶于浓硫酸，具有很高的化学稳定性，自熄性良好。

聚醚醚酮与很多有机材料相同，在高温分解时，聚醚醚酮主要产生二氧化碳和一氧化碳，使用英国航行器测试标准BSS7239可以检测到极低浓度的毒气逸散，这种检测过程需要在1立方米的空间内完全燃烧100克样品，然后分析其中所产生的毒气，毒气指数定义为在正常情况下产生的毒气浓度综合与30分钟可以使人致命的计量之比，PEEK450G的毒气指数为0.22，且没有检测到酸性气体。

由于聚醚醚酮还具有优越的尺寸稳定特性，环境变化对聚醚醚酮零件的尺寸影响不大，可以满足对尺寸精度要求比较高工况下的使用要求，因此聚醚醚酮材料可以作为精密零部件材料的制造原料。通常的聚醚醚酮零部件的制造方法可以采用注塑、模压等方法，需要准备相应的模具，因而造成模具制造时间长、成本高、难度大等问题。因此需要一种针对聚醚醚酮材料的新型成型方法。3D打印成型技术可以满足上述要求。

3D打印成型技术，又名增材制造技术，通常可以分为光固化成型技术、激光烧结制造、熔融沉积造型等几种方法，由于制造过程中与CAD数据结合制备，免除了模具制造等工艺，大大减少了产品的制造周期，并且由于聚醚醚酮的高温流动性好，适宜作为3D打印材料。由于聚醚醚酮材料的熔点高、摩擦系数低，用于3D打印成型的过程中容易造成进料“打滑”、打印料堆叠等问题，因此，需要对聚醚醚酮材料进行改性。但是目前对聚醚醚酮的改性主要存在改性困难、改性材料不易获得、改性方法稀少等问题。

中国专利CN201611060206.9公开了一种聚醚醚酮3D打印粉末的球化方法，该球化方法包括：1)将聚醚醚酮(Peek)进行机械研磨以制得第一Peek粉末；2)将第一Peek粉末置于盛有流体的回旋装置中，接着启动回旋装置以使得流体流动冲刷第一Peek粉末，然后过滤取滤饼以制得第二Peek粉末；3)将第二Peek粉末分散于硅烷偶联剂中，接着干燥以制得聚醚醚酮3D打印粉末。该专利解决了聚醚醚酮3D打印粉末材料的球形度问题，但并未对聚醚醚酮材料进行改性。

中国专利CN201610069556.5公开了一种玻纤增强聚醚醚酮3D打印耗材及其制备方法，聚醚醚酮3D打印耗材组分由长玻纤(GL)、聚醚醚酮(PEEK)树脂粘度调节剂、PEEK树脂混合构成，聚醚醚酮3D打印耗材的制备方法，包括以下步骤：原料干燥；高速混合，熔融挤出，冷却，牵引和收卷。该专利降低了聚醚醚酮材料的粘度，但是玻璃纤维的熔点为680℃，在350℃～380℃的温度区间与聚醚醚酮共挤时所得材料作为3D打印材料的均匀性差，难以起到增强效果。

因此，需要根据聚醚醚酮的自身性质，对聚醚醚酮材料进行改性，使得改性的聚醚醚酮材料可以适用于用作3D打印材料，并提供该种3D打印材料的3D成型方法。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种聚醚醚酮3D打印材料及其3D打印成型方法。