[发明专利]3D打印多相油墨及其制备方法与应用

说明书

本申请提供了一种3D打印多相油墨，3D打印多相油墨为乳液体系，所述乳液体系的水相包括纳米材料，所述乳液体系的油相包括两亲性材料，提供分散于互不相容的两种溶剂的纳米材料和两亲性材料，二者在两相界面发生超分子组装，诱导纳米材料发生界面阻塞，构建稳定相界面，形成以单一纳米材料的水相分散液为连续相、以两亲性材料的油相溶液为分散相的3D打印多相油墨，相界面之间的有限空间诱导纳米材料发生阻塞，增加了3D打印多相油墨的粘度和模量，该3D打印多相油墨不需要提供添加剂，即可实现了以单一纳米材料的水相分散液为连续相，并允许功能物质分别从不相溶的相掺入3D打印多相油墨，有利于提升打印结构的性能及实现多功能化。

技术领域

本申请属于3D打印材料技术领域，尤其涉及一种3D打印多相油墨及其制备方法与应用。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。其中，二维纳米材料、纳米颗粒、纳米纤维等通常具有特殊的物理性质，如导热、导电、吸光、磁响应等性能，被广泛用于能源、电子、医疗等领域。随着对材料性能要求的提升以及对材料空间控制能力的需求，人们开始利用3D打印技术将纳米材料的微观性能向宏观尺度可控的转换。通过发展纳米油墨墨水，已经初步实现了纳米材料的程序化、多样化打印。

目前，用于3D打印的纳米油墨墨水通常是将纳米材料分散于连续相材料中，如聚合物、水凝胶等，其打印性能依赖于主体材料的光、热敏感性或者流变性。特别是在一些特殊的应用领域如热管理材料、相变油墨、多相电池材料 (Li-S电池)、纤维管式外援修复材料等，均需要在添加剂的辅助下才能将纳米材料进行连接或进行相互使用形成连续相，而纳米材料难以直接作为连续相形成3D打印材料，限制了3D打印多相油墨的制备及使用。

发明内容

本申请的目的在于提供一种3D打印多相油墨及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中纳米材料无法直接作为3D打印多相油墨的连续相，导致3D打印多相油墨需要加入其他添加剂影响其使用的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种3D打印多相油墨，所述3D打印多相油墨为乳液体系，所述乳液体系的水相包括纳米材料，所述乳液体系的油相包括两亲性材料。

第二方面，本申请提供一种所述的3D打印多相油墨的制备方法，包括如下步骤：

提供纳米材料，将所述纳米材料与水溶液进行分散处理，得到纳米材料的水相分散液；

提供两亲性材料，将所述两亲性材料与油相溶液进行分散处理，得到两亲性材料的油相溶液；

将所述纳米材料的水相分散液和所述两亲性材料的油相溶液进行乳化分散处理，再进行放置处理，得到所述3D打印多相油墨。

第三方面，本申请提供一种3D打印多相油墨的应用，所述3D打印多相油墨在电子电气领域、工业模型领域、电路板领域、混凝土建筑材料领域中的应用，其中，所述3D打印多相油墨为所述的3D打印多相油墨或由所述的3D打印多相油墨的制备方法制备得到的。