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一種碳纖維增強的3D打印線材及其制備方法與流程

文檔序號:40617476發(fā)布日期:2025-01-10 18:23閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種碳纖維增強的3d打印線材,其特征在于:按照重量百分比計算為:14.4~15.4%的短碳纖維、19.6~20.6%的連續(xù)碳纖維、1.8~2.2%的復(fù)合處理劑,其余為熱塑性樹脂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維增強的3d打印線材,其特征在于:所述復(fù)合處理劑的原料按照重量百分比計算為:8.4~9.4%的尿素、5.0~5.8%的鹽酸多巴胺、35.0~37.0%的碳納米管,其余為氫氧化鎳。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳纖維增強的3d打印線材,其特征在于:按照重量百分比計算為:14.7~15.1%的短碳纖維、19.9~20.3%的連續(xù)碳纖維、1.9~2.1%的復(fù)合處理劑,其余為熱塑性樹脂;所述復(fù)合處理劑的原料按照重量百分比計算為:8.7~9.1%的尿素、5.3~5.5%的鹽酸多巴胺、35.5~36.5%的碳納米管,其余為氫氧化鎳。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳纖維增強的3d打印線材,其特征在于:按照重量百分比計算為:14.9~15.4%的短碳纖維、20.1~20.6%的連續(xù)碳纖維、2.0~2.2%的復(fù)合處理劑,其余為熱塑性樹脂;所述復(fù)合處理劑的原料按照重量百分比計算為:8.9~9.4%的尿素、5.4~5.8%的鹽酸多巴胺、36.0~37.0%的碳納米管,其余為氫氧化鎳。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳纖維增強的3d打印線材,其特征在于:按照重量百分比計算為:14.9%的短碳纖維、20.1%的連續(xù)碳纖維、2.0%的復(fù)合處理劑,其余為熱塑性樹脂;所述復(fù)合處理劑的原料按照重量百分比計算為:8.9%的尿素、5.4%的鹽酸多巴胺、36.0%的碳納米管,其余為氫氧化鎳。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維增強的3d打印線材,其特征在于:所述熱塑性樹脂為聚酰胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺中的一種或幾種復(fù)配。

7.一種碳纖維增強的3d打印線材的制備方法,其特征在于:具體制備步驟如下:

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種碳纖維增強的3d打印線材的制備方法,其特征在于:在步驟一中,將短碳纖維、連續(xù)碳纖維投入到去離子水中,進行水浴超聲清洗處理20~40分鐘,水浴溫度為50~60℃,超聲頻率為1.5~1.7mhz,超聲功率為400~600w;在步驟二中,所述強酸為硝酸和濃硫酸中的一種或兩種復(fù)配,碳納米管與強酸的重量比為1∶40~60,水浴溫度為70~80℃,超聲頻率為60~80khz,超聲功率為400~600w;通過去離子水進行反復(fù)洗滌處理,直到洗滌液呈中性為止,在70~80℃環(huán)境下進行烘干處理。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種碳纖維增強的3d打印線材的制備方法,其特征在于:在步驟三中,氫氧化鎳與去離子水的重量比為1∶90~110,超聲頻率為1.5~1.7mhz,超聲功率為400~600w,水浴溫度為50~60℃,通過去離子水進行清洗處理;在步驟四中,改性碳納米管和鹽酸多巴胺的總重量與去離子水的重量比為1∶90~100,超聲頻率為1.5~1.7mhz,超聲功率為400~600w;使用稀鹽酸進行調(diào)節(jié)ph值。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種碳纖維增強的3d打印線材的制備方法,其特征在于:在步驟五中,混合轉(zhuǎn)速為300~600r/min;在步驟六中,制絲速度為110~130cm/min,線材定形模塊中的定形模具直徑選為0.7~0.9mm。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種碳纖維增強的3D打印線材及其制備方法,本發(fā)明中可有效提高連續(xù)碳纖維與樹脂基體的力學(xué)性能,可有效保證復(fù)合材料內(nèi)部載荷的充分傳遞,保證對復(fù)合材料的整體性能的提升,同時將短碳纖維摻入碳纖維增強的3D打印線材中,可有效保證提高短碳纖維在熔融基體中的流動性,可有效保證碳纖維增強的3D打印線材的力學(xué)性能;復(fù)合處理劑可有效加強對短碳纖維和連續(xù)碳纖維的表面改性處理效果,使得短碳纖維和連續(xù)碳纖維與熱塑性樹脂的結(jié)合效果更佳;氫氧化鎳和聚多巴胺改性都會填充短碳纖維缺陷,改善短碳纖維與熱塑性樹脂的界面結(jié)合狀態(tài),相應(yīng)的在外力加載時抵抗變形的能力更強,層間剪切強度會得到不同程度提升。

技術(shù)研發(fā)人員:李振,趙夏奇,張淋
受保護的技術(shù)使用者:拓奇新材料科技(無錫)有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/9
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