[发明专利]一种用于选择性激光烧结3D打印的压电硅橡胶材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于选择性激光烧结3D打印的压电硅橡胶材料及其制备方法。特点是该硅橡胶粉体材料由氨丙基封端聚二甲基硅氧烷、二异氰酸酯、聚醚多元醇、小分子二醇、表面改性压电陶瓷和润滑剂组成，适用于选择性激光烧结3D打印，烧结工艺性好，烧结制品致密性好，强度高，压电性能好。

技术领域

本发明涉及一种用于选择性激光烧结3D打印的压电硅橡胶材料及其制备方法。

背景技术

3D打印（即增材制造）技术是一种以数字模型文件为基础，通过增加材料逐层制造的方式来构建实体的快速成型的先进制造技术。近20年来，3D打印技术作为新兴的快速成型技术，发展十分迅速，在工业制造、航空航天、国防军工、生物医学能源等国民经济和高科技领域有十分中国要的应用。其类型包括熔融沉积技术、选择性激光烧结技术、光固化成型技术和分层实体制造技术。

选择性激光烧结技术是3D打印最重要的加工技术之一，C.R.Dechard等在专利US4863538中首次提出选择性激光烧结思想并于1989年成功研制出激光烧结工艺。简单的说，激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末，则即可得到烧结好的零件。选择性激光烧结技术具有诸多优点，如粉末选材广泛、适用性广、制造工艺比较简单、成形精度高、无需支撑结构、可直接烧结零件，因此在现代制造业中受到越来越广泛的重视。在可用于激光烧结的材料中，聚合物材料因其优异的性能备受关注，但可用于选择性激光烧结过程的聚合物却很有限，目前市场上还是以尼龙为主。因此，开发新的材料成为行业发展的重点和热点之一。

硅橡胶作为一种常用的高分子材料，具有耐高温、抗老化、生物相容性好等优点，已广泛应用于医疗、保健、化妆品等领域中。开发适用于选择性激光烧结的选择性激光烧结的功能性硅橡胶材料，比如压电硅橡胶材料，可以开拓在3D打印技术在压电传感器、智能穿戴、柔性电极等方面的应用。

发明内容

本发明提供了一种用于选择性激光烧结3D打印的压电硅橡胶粉体材料，其特点是该硅橡胶粉体材料由氨丙基封端聚二甲基硅氧烷、二异氰酸酯、聚醚多元醇、小分子二醇、表面改性压电陶瓷和润滑剂组成，适用于选择性激光烧结3D打印，烧结工艺性好，烧结制品致密性好，强度高，压电性能好。

本发明的第一个方面，提供了：

一种用于选择性激光烧结3D打印的压电硅橡胶材料，包括按重量份计的如下组分：

氨基化改性硅橡胶67-106份、表面改性压电陶瓷纤维10-20份、润滑剂1-3份。

在一个实施方式中，所述的氨基化改性硅橡胶的制备方法包括如下步骤：

将15-20份二异氰酸酯加入反应器中，氮气保护下升温至60-70℃，缓慢加入40-60份氨丙基封端聚二甲基硅氧烷，反应3-4h，然后再加入8-16份聚醚多元醇，反应1-2h，最后加入4-10份小分子二醇，反应2-4h，反应结束后将产物倒入模具中，固化24-48h，从模具中取出得到可热塑加工的氨基化改性硅橡胶。

在一个实施方式中，所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的任一种。

在一个实施方式中，所述的氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷的分子量为2000-10000。

在一个实施方式中，所述聚醚多元醇分子量为800-3000，为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇中一种或两种混合物。

在一个实施方式中，所述小分子二醇为1，4-丁二醇、1,6-己二醇、对苯二酚二羟乙基醚中任一种。

在一个实施方式中，所述的表面改性压电陶瓷纤维的制备方法包括如下步骤：

步骤1，将NaHCO₃粉末进行研磨，使粒径小于50μm；