[发明专利]一种用于选择性激光烧结3D打印的具有电磁屏蔽功能的聚氨酯粉体材料

说明书

本发明涉及3D打印材料领域，尤其涉及了一种用于选择性激光烧结3D打印的具有电磁屏蔽功能的聚氨酯粉体材料。本发明的具有电磁屏蔽功能的聚氨酯粉体材料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，电磁屏蔽性能好，拉伸强度5‑10MPa，伸长率150‑300%，电导率100‑600S/m，电磁屏蔽效能SE为15‑40dB。

技术领域

本发明涉及3D打印材料领域，尤其涉及了一种用于选择性激光烧结3D打印的具有电磁屏蔽功能的聚氨酯粉体材料。

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。

聚氨酯弹性体是一种性能介于橡胶和塑料中间的高分子材料，其硬度范围广，并且具有高强度、高弹性、高耐磨性和高屈挠性等优良的机械性能，同时又具有耐油、耐溶剂和耐一般化学品的性能，所以被广泛应用于汽车机械壳体、管材部件和服装鞋类等领域。开发适用于选择性激光烧结的功能性聚氨酯弹性，比如具有电磁屏蔽功能的聚氨酯弹性体材料，可以开拓在3D打印技术在柔性电子、智能穿戴制品等方面的应用。

发明内容

本发明的目的提供一种用于选择性激光烧结3D打印的具有电磁屏蔽功能的聚氨酯粉体材料，其特点是该聚氨酯粉体材料由热塑性聚氨酯、导电添加剂、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，电磁屏蔽效能高。

本发明的第一个方面，提供了：

一种用于选择性激光烧结3D打印的具有电磁屏蔽功能的聚氨酯粉体材料，其制备方法包括如下步骤：

（1）将聚氨酯弹性体100份、导电添加剂5-15份、润滑剂1-3份，高速混合后经过双螺杆挤出机挤出，造粒，再经冷冻破碎机进行破碎成粉体，筛分后得到复合聚氨酯粉末，备用；

（2）在复合聚氨酯粉末表面包覆导电添加剂：将0.1-0.5份单壁碳纳米管加入200份有机溶剂中，超声分散，然后加入100份复合聚氨酯粉末，机械搅拌，抽滤除有机溶剂，风干，真空干燥，得到包覆导电添加剂的复合聚氨酯粉末；

（3）将100份包覆导电添加剂的复合聚氨酯粉末与0.1-0.3份助流剂经过高速粉末混合均匀，得到选择性激光烧结3D打印的具有电磁屏蔽功能的聚氨酯粉体材料。

在一个实施方式中，所述的步骤（2）中的有机溶剂是无水乙醇，超声分散的时间是1-5h机械搅拌过程的转速600-800rpm，机械搅拌的时间是1-5h。

在一个实施方式中，所述的步骤（2）中的真空干燥是60-70℃下真空干燥10-30h。

在一个实施方式中，所述复合聚氨酯粉末，粒径≤100um。

在一个实施方式中，聚氨酯弹性体是指经过羧基改性的聚氨酯弹性体。