[发明专利]导电高分子复合材料及其3D打印成型方法

说明书

本发明公开了一种新的导电高分子复合材料及其3D打印成型方法。其主要技术特征为3D打印与物理涂覆相结合。具体为，以可用于3D打印的高分子材料为基材，在3D打印成型过程中，于打印样品内层涂覆导电填料，使填料在高分子基材的内层面形成网络，获得具有导电功能的高分子复合材料，以应用于防静电、电导、电磁屏蔽等领域。此发明的最大优点在于使用极少的导电填料，即可实现复合材料的最大功能化，不仅节省成本、还会使复合材料的力学性能在原有基础上得到提高；另外，因填料在基材内部形成网络，外部环境的变化，不影响复合材料的功能与应用。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及导电高分子复合材料及其制备技术领域，特别涉及 高分子材料3D打印领域，以及一种以3D打印方式成型的导电高分子复合材料制备的技术领 域。

背景技术

随社会的快速发展和新材料的快速成型，3D打印随时代而生，其极强的创新性和实验性， 必将成为未来产品设计的核心及主要加工技术。但目前，利用3D打印技术设计成型的材料少 之又少(CN201711141801.X；CN201711345348.4；CN201510922362.0)，已严重影响了3D打印 技术的发展进程，因此，利用3D打印技术设计新产品是3D打印技术发展的需要。

另外，根据3D打印工艺的特点，在高分子材料中引入功能性粒子(J MaterProcess Tech 2019,271,62-74；Int J Precis Eng Man 2017,18,763-769)，还可拓展3D打印材料的应用领域。 但目前这些技术仅限于，填料与高分子基体在打印前复合。因此，制备过程中需加入大量填 料，才能使填料在高分子基体中形成网络结构，实现填料功能的发挥，而高浓度的填料会增 加高分子熔体粘度，给3D打印加工造成困难。

发明内容

为了加快3D打印技术的发展和推动利用3D打印技术设计新产品的进程：

本发明的目的之一在于提供一种新的导电高分子复合材料的3D成型方法；

本发明的目的之二在于提供一种新的导电高分子复合材料；

本发明的目的之三在于提供一种基于3D打印技术，使用极少功能性导电填料，即可实现 高分子材料电导功能的制备技术；

本发明的制备原理及性能优势：利用3D打印成型方式的特殊性，以可用于3D打印的 高分子材料为基材，在高分子材料3D打印成型过程中，于其内层物理涂覆功能性导电填料， 使导电填料形成网络结构，获得导电高分子复合材料，应用于防静电、电导、电磁屏蔽等应 用领域。此发明的最大优点在于采用3D打印与物理涂覆相结合，使用极少的导电填料，即可 实现复合材料的最大功能化，不仅节省填料、还会使复合材料的力学性能在原有基础上得到 提升；同时，由于导电填料在材料内部形成网络，外部条件的变化，不影响复合材料的导电 功能。

本发明涉及的3D打印成型导电高分子复合材料的制备方法如附图1所示。具体为，以可 用于3D打印的高分子材料为基质，进行3D打印，待打印完一层或数层后，可在打印机工作 过程中或将打印机暂停，在已打印材料的表面涂覆导电填料，待打印机继续打印一层或数层 时进行第二次涂覆，依次达到自己设计的打印厚度和涂覆层数。

本发明涉及的3D打印成型，高分子复合材料中的导电填料网络结构的具体形成过程如 下：