CN104761761B - 一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3d打印用材料及制备方法 - Google Patents

一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3d打印用材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种3D打印用材料及其制备方法，属于3D打印用材料领域。一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料(粘结剂)，其特征在于：该材料由混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维增强材料和溶剂制备而成，混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维增强材料、溶剂按照质量份数配比为(1～30)：(1～20)：(1～98)，通过高速剪切机剪切共混得到。制备出的高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料具有粘结强度高、韧性好的特点，同时三维打印机用粉末材料不需经过预处理，适合大规模、快速生产复杂产品。

Description

一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料及其制备方法，属于3D打印用材料领域。
背景技术
3D打印机出现在上个世纪下半叶，3D打印技术的出现彻底改变传统制造业效率低、周期长、成本高以及难以制备复杂产品等缺点。3D打印机的工作原理与普通喷墨打印机基本原理相同，是采用分层打印的办法来实现快速成型的设备。通过计算机控制把材料进行分层打印，最终将模型转化成立体实物。3D打印技术采用分层打印来实现，每层的打印主要由两步：首先在所需要打印的区域打印上一层特殊的粘结剂；其次在打印有粘结剂的区域均匀的打印上一层粉末材料，当粉末材料遇到胶水后会迅速地粘结或交联；下一层的打印是重复该步骤，经过这样的重复打印完成即可得到产品。
目前三维立体打印机常用的胶粘结剂材料主要是水性的粘结剂，例如，以淀粉基复合粉末、水泥及石膏等粉末采用的粘结剂是水、无机、有机溶剂等以及一些高分子树脂等。中国专利号CN102093646A，发明创造名称为：一种用于三维打印快速成型的材料及其制备方法。该方案公开了改性粉末材料A和粘结剂B的制备方法：改性粉末材料A的制备：将粉末材料与第一溶剂加入到球磨机或研磨机中研磨，得到粉末材料预处理料；将表面活性剂，润滑剂，有机树脂逐次加入到第二溶剂中，搅拌分散2～3h，得到改性液；将粉末材料预处理料与改性液混合，放入研磨机中，常温混合，研磨，干燥，研磨粉碎，得到改性粉末材料A；粘结剂B的制备：按质量份数计，将1000份的第三溶剂、0～15份颜料和1～10份树脂加入搅拌机中，常温搅拌2～3h，待分散均匀稳定后，得到粘结剂B。使用时，1份粉末材料A与0.01～0.07份粘结剂B配合使用。其不足之处在于所使用的粉末材料需要经过改性处理且打印出来的制品的强度低、韧性差。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的主要目的在于一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料及制备方法，该方法制备的3D打印用材料具有粘结强度高、韧性好的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料(粘结剂)，其特征在于：该材料由混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维增强材料和溶剂制备而成，混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维增强材料、溶剂按照质量份数配比为(1～30)：(1～20)：(1～98)，通过高速剪切机剪切共混得到。
所述混炼橡胶是由生胶、增粘树脂、补强剂、填充剂、增塑剂、防老剂、活性剂、促进剂、硫化剂所组成，各原料所占质量份数为:
所述热塑性聚合物纳米纤维增强材料是将热塑性聚合物母粒与乙酸丁酸纤维素按质量比(10-50):(50-90)制备而成，所述热塑性聚合物母粒为PVA-co-PE、PTT、PA6、HDPE、PBT、iPP、IPET-PEG中一种。
所述溶剂为丙酮、乙醇、汽油、二氯甲烷、四氯化碳中的任意一种或任意两种以上(含二种)按任意质量配比的混合。
所述生胶是由氯丁橡胶、丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、硅橡胶中的任意一种或任意两种以上(含二种)按任意质量配比的混合。
所述增粘树脂为固体古马隆树脂、液体古马隆树脂、对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402R)、液体丁腈橡胶中的任意一种或任意两种以上(含二种)按任意质量配比的混合。
所述补强剂为高耐磨炭黑、半补强炭黑、快压出炭黑、中粒子热裂法炭黑以及白炭黑其中的任意一种或任意两种以上(含二种)按任意质量配比的混合。
所述填充剂为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、陶土、钛白粉中的任意一种或任意两种以上(含二种)按任意质量配比的混合。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯、TP90B、TP95、环氧大豆油、机油中的任意一种或任意两种以上(含二种)按任意质量配比的混合。
所述防老剂分为物理防老剂和化学防老剂，其中物理防老剂为石蜡；化学防老剂为防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂A、防老剂D、防老剂AW、防老剂4020、防老剂MB中的任意一种或任意两种以上(含二种)按任意质量配比的混合。
所述活性剂为氧化锌、硬脂酸中的任意一种或两种按任意质量配比的混合；
所述促进剂为促进剂NA-22、促进剂D、促进剂CZ、促进剂NOBS、促进剂DM、促进剂M、促进剂TMTD、促进剂TRA中的任意一种或任意两种以上(含二种)按任意质量配比的混合。
所述硫化剂为氧化锌、氧化镁、硫磺、过氧化二异丙苯(DCP)中的任意一种或任意两种以上(含二种)按任意质量配比的混合。当生胶采用氯丁橡胶或氯磺化聚乙烯橡胶时，氧化锌作硫化剂，在其他的生胶中为活性剂。
上述一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)混炼橡胶的制备：
按各原料所占质量份数为:生胶100份，增粘树脂5～30份，补强剂5～50份，填充剂10～60份，增塑剂10～40份，防老剂0～5份，活性剂3～10份，促进剂0.5～4份，硫化剂1～10份；选取生胶、增粘树脂、补强剂、填充剂、增塑剂、防老剂、活性剂、促进剂和硫化剂；
将生胶与增粘树脂加到开炼机上塑炼，待生胶与增粘树脂的母炼胶门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入防老剂、活性剂、促进剂，待上述完全混入后，然后加入补强剂、填充剂、增塑剂，待上述完全混入后，最后加入硫化剂(混炼结束后需要对其进行薄通，使配合剂在橡胶中分散均匀)，得到混炼橡胶；
2)热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备：
将热塑性聚合物母粒与乙酸丁酸纤维素按质量比(10-50):(50-90)均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到热塑性聚合物/乙酸丁酸纤维素共混纤维；热塑性聚合物/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，去除基体乙酸丁酸纤维素，得到热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的热塑性聚合物纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下粉碎，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料；
3)按混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维增强材料、溶剂按照质量份数配比为(1～30)：(1～20)：(1～98)，选取混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维增强材料和溶剂；通过高速剪切机剪切共混，得到高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料。
本发明涉及一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法。该制备方法将混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维、溶剂等按照一定比例在高速搅拌条件下制备出纳米纤维增强橡胶粘结剂。将粉末材料与该粘结剂复合材料置于3D打印机内，将打印出来的制件置于一定温度下使粘结剂发生交联，从而得到粘结强度高、韧性好的实物。
本发明的有益效果是：制备出的高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料具有粘结强度高、韧性好的特点，同时三维打印机用粉末材料不需经过预处理，适合大规模、快速生产复杂产品。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，包括如下步骤：
1)、混炼橡胶的制备：
按质量份数
将天然橡胶与古马隆树脂加到温度为50～70℃的开炼机上塑炼，待天然橡胶与古马隆树脂的母炼胶门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入防老剂A、石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂DM、促进剂CZ，待上述完全混入橡胶后，然后加入高耐磨炭黑N330、轻质碳酸钙、20号机油，待上述完全混入橡胶后，最后加入工业硫磺，待硫磺混入橡胶后需要对其进行薄通3～5次，以使配合剂在橡胶中分散均匀，得到混炼橡胶；
2)、热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备
将PVA-co-PE母粒(热塑性聚合物母粒)与乙酸丁酸纤维素按质量比10:90均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到PVA-co-PE/乙酸丁酸纤维素共混纤维；PVA-co-PE/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，去除基体乙酸丁酸纤维素，得到热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的PVA-co-PE纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下粉碎，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料。
3)、3D高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料(或称打印机用纳米纤维增强橡胶粘结剂)的制备：
混炼橡胶：热塑性能聚合物纳米纤维增强材料(PVA-co-PE纳米纤维)：溶剂(溶剂为丙酮)质量份数配比为1：1：1混合，经高速剪切机剪切共混(高速搅拌)后，得到高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料。
应用：将粉末材料与高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料置于三维打印机内，打印出来的制件需置于150℃温度下使粘结剂交联，从而得到粘结强度高、韧性好的实物。
实施例2
一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，包括如下步骤：
1)、混炼橡胶的制备
按质量份数
将丁腈橡胶与液体丁腈橡胶加到温度为50～70℃的开炼机上塑炼，待丁腈橡胶与液体丁腈橡胶的母炼胶门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入防老剂4010NA、防老剂RD、石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂TMTD、促进剂M，待上述配合剂完全混入橡胶后，然后加入快压出炭黑N550、陶土、硫酸钡、TP90B、邻苯二甲酸二辛酯，待上述配合剂完全混入橡胶后，最后加入硫磺，待硫磺混入橡胶后需要对其进行薄通3～5次，以使配合剂在橡胶中分散均匀，得到混炼橡胶。
2)、热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备
将PTT母粒(热塑性聚合物母粒)与乙酸丁酸纤维素按质量比50:50均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到PTT/乙酸丁酸纤维素共混纤维；PTT/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，去除基体乙酸丁酸纤维素，得到热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的PTT纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料。
3)、3D打印机用纳米纤维增强橡胶粘结剂的制备
混炼橡胶：热塑性聚合物纳米纤维增强材料(PTT纳米纤维)：溶剂(溶剂为乙醇)质量份数配比为1：20：79混合，经高速搅拌，后得到高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料(复合粘结剂材料)。
应用：将粉末材料与高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料置于三维打印机内，打印出来的制件需置于150℃温度下使粘结剂交联，得到实物的粘结强度高、韧性好。
实施例3
一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，包括如下步骤：
1)、混炼橡胶的制备
按质量份数
将氯丁橡胶与古马隆树脂加到温度为50～70℃的开炼机上塑炼，待氯丁橡胶与古马隆树脂的母炼胶门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入防老剂AW、防老剂MB、石蜡、硬脂酸、促进剂TMTD、促进剂NA-22、促进剂TETD，待上述配合剂完全混入橡胶后，然后加入中粒子热裂法炭黑N990、白炭黑、重质碳酸钙、钛白粉、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯，待上述配合剂完全混入橡胶后，最后加入氧化锌、氧化镁，待氧化锌、氧化镁混入橡胶后需要对其进行薄通3～5次，以使配合剂在橡胶中分散均匀，得到混炼橡胶。
2)、热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备
将PA6母粒(热塑性聚合物母粒)与乙酸丁酸纤维素按质量比50:50均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到PA6/乙酸丁酸纤维素共混纤维；PA6/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，去除基体乙酸丁酸纤维素，得到热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的PA6纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料。
3)、3D打印机用纳米纤维增强橡胶粘结剂的制备
混炼橡胶：热塑性聚合物纳米纤维增强材料(PA6热塑性聚合物纳米纤维增强材料)：溶剂(溶剂为汽油)质量份数配比为10：20：70混合，经高速搅拌后，得到高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料。
应用：将粉末材料与高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料置于三维打印机内，打印出来的制件需置于150℃温度下使粘结剂交联，得到实物的粘结强度高、韧性好。
实施例4
一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，包括如下步骤：
1)、混炼橡胶的制备
按质量份数
将三元乙丙橡胶与对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402R)加到温度为50～70℃的开炼机上塑炼，待三元乙丙橡胶与对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402R)的母炼胶门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂NOBS，待上述配合剂完全混入橡胶后，然后加入沉淀白炭黑、滑石粉、邻苯二甲酸二丁酯，待上述配合剂完全混入橡胶后，最后加入硫磺和过氧化二异丙苯(DCP)，待硫磺与过氧化二异丙苯(DCP)混入橡胶后需要对其进行薄通3～5次，以使配合剂在橡胶中分散均匀，得到混炼橡胶。
2)、热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备
将HDPE热塑性聚合物母粒(热塑性聚合物母粒)与乙酸丁酸纤维素按质量比30:70均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到HDPE/乙酸丁酸纤维素共混纤维；HDPE/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，去除基体乙酸丁酸纤维素，得到热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的HDPE纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料。
3)、3D打印机用纳米纤维增强橡胶粘结剂的制备
混炼橡胶：热塑性聚合物纳米纤维增强材料(HDPE热塑性聚合物纳米纤维增强材料)：溶剂(溶剂为二氯甲烷)质量份数配比为1：1：98混合，经高速搅拌后得到纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料。
应用：将粉末材料与高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料置于三维打印机内，打印出来的制件需置于150℃温度下使粘结剂交联，得到实物的粘结强度高、韧性好。
实施例5
一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，包括如下步骤：
1)、混炼橡胶的制备
按质量份数
将天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶与古马龙树脂加到温度为50～70℃的开炼机上塑炼，待生胶与古马龙树脂的母炼胶门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入防老剂4020、防老剂D、石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂D、促进剂CZ促进剂TMTD、，待上述配合剂完全混入橡胶后，然后加入高耐磨炭黑N330、中粒子热裂法炭黑N990、陶土、环氧大豆油，待上述配合剂完全混入橡胶后，最后加入硫磺，待硫磺混入橡胶后需要对其进行薄通3～5次，以使配合剂在橡胶中分散均匀，得到混炼橡胶。
2)、热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备
将iPP热塑性聚合物母粒(热塑性聚合物母粒)与乙酸丁酸纤维素按质量比40:60均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到iPP/乙酸丁酸纤维素共混纤维；iPP/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，去除基体乙酸丁酸纤维素，得到iPP热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的iPP热塑性聚合物纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料。
3)、3D打印机用纳米纤维增强橡胶粘结剂的制备
混炼橡胶：热塑性聚合物纳米纤维增强材料(iPP热塑性聚合物纳米纤维)：溶剂(溶剂为四氯化碳)质量份数配比为1：5：94混合，经高速搅拌后得到纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料(复合粘结剂材料)。
应用：将粉末材料与高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料置于三维打印机内，打印出来的制件需置于150℃温度下使粘结剂交联，得到实物的粘结强度高、韧性好。
实施例6
一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，包括如下步骤：
1)、混炼橡胶的制备
按质量份数
将丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶与液体丁腈橡胶加到温度为50～70℃的开炼机上塑炼，待丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶与液体丁腈橡胶的母炼胶门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入防老剂4010NA、石蜡、硬脂酸、促进剂DM、促进剂M，待上述配合剂完全混入橡胶后，然后加入半补强炭黑N774、轻质碳酸钙、TP95，待上述配合剂完全混入橡胶后，最后加入氧化锌、硫磺，待氧化锌、硫磺混入橡胶后需要对其进行薄通3～5次，以使配合剂在橡胶中分散均匀，得到混炼橡胶。
2)、热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备
将IPET-PEG热塑性聚合物母粒(热塑性聚合物母粒)与乙酸丁酸纤维素按质量比50:50均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到IPET-PEG/乙酸丁酸纤维素共混纤维；IPET-PEG/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，去除基体乙酸丁酸纤维素，得到IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料。
3)、3D打印机用纳米纤维增强橡胶粘结剂的制备
混炼橡胶：热塑性聚合物纳米纤维增强材料(IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维)：溶剂(溶剂为丙酮)质量份数配比为1：10：89混合，经高速搅拌后得到纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料。
应用：将粉末材料与高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料置于三维打印机内，打印出来的制件需置于150℃温度下使粘结剂交联，得到实物的粘结强度高、韧性好。
实施例7
一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，包括如下步骤：
1)、混炼橡胶的制备
按质量份数
将硅橡胶、液体古马隆树脂加到温度为50～70℃的开炼机上塑炼，待门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂CZ、促进剂TMTD，待上述配合剂完全混入橡胶后，然后加入白炭黑、钛白粉、癸二酸二辛酯，待上述配合剂完全混入橡胶后，最后加入硫化剂DCP，待硫化剂DCP混入橡胶后需要对其进行薄通3～5次，以使配合剂在橡胶中分散均匀，得到混炼橡胶。
2)、热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备
将IPET-PEG热塑性聚合物母粒(热塑性聚合物母粒)与乙酸丁酸纤维素按质量比50:50均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到IPET-PEG/乙酸丁酸纤维素共混纤维；IPET-PEG/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，去除基体乙酸丁酸纤维素，得到IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料。
3)、3D打印机用纳米纤维增强橡胶粘结剂的制备
混炼橡胶：热塑性聚合物纳米纤维增强材料(IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维)：溶剂(溶剂为甲苯)质量份数配比为1：10：89混合，经高速搅拌后得到纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料。
应用：将粉末材料与高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料置于三维打印机内，打印出来的制件需置于150℃温度下使粘结剂交联，得到实物的粘结强度高、韧性好。
实施例8
一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，包括如下步骤：
1)、混炼橡胶的制备
按质量份数
将二元乙丙橡胶、固体古马隆树脂加到温度为50～70℃的开炼机上塑炼，待二元乙丙橡胶、固体古马隆树脂的母炼胶门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入氧化锌、硬脂酸、促进剂D，待上述配合剂完全混入橡胶后，然后加入半补强炭黑、重质碳酸钙、陶土、环氧大豆油，待上述配合剂完全混入橡胶后，最后加入硫磺，待硫磺混入橡胶后需要对其进行薄通3～5次，以使配合剂在橡胶中分散均匀，得到混炼橡胶。
2)、热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备
将IPET-PEG热塑性聚合物母粒(热塑性聚合物母粒)与乙酸丁酸纤维素按质量比50:50均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到IPET-PEG/乙酸丁酸纤维素共混纤维；IPET-PEG/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，去除基体乙酸丁酸纤维素，得到IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料。
3)、3D打印机用纳米纤维增强橡胶粘结剂的制备
混炼橡胶：热塑性聚合物纳米纤维增强材料(IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维)：溶剂(溶剂为丙酮)质量份数配比为30：10：98混合，经高速搅拌后得到纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料。
应用：将粉末材料与高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料置于三维打印机内，打印出来的制件需置于150℃温度下使粘结剂交联，得到实物的粘结强度高、韧性好。
实施例9
一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，包括如下步骤：
1)、混炼橡胶的制备
按质量份数
将二元乙丙橡胶、天然橡胶与固体古马隆树脂加到温度为50～70℃的开炼机上塑炼，待二元乙丙橡胶、天然橡胶与固体古马隆树脂的母炼胶门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入防老剂4020、防老剂D、石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂D，待上述配合剂完全混入橡胶后，然后加入半补强炭黑、重质碳酸钙、陶土、环氧大豆油，待上述配合剂完全混入橡胶后，最后加入硫磺，待硫磺混入橡胶后需要对其进行薄通3～5次，以使配合剂在橡胶中分散均匀，得到混炼橡胶。
2)、热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备
将IPET-PEG热塑性聚合物母粒(热塑性聚合物母粒)与乙酸丁酸纤维素按质量比50:50均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到IPET-PEG/乙酸丁酸纤维素共混纤维；IPET-PEG/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，去除基体乙酸丁酸纤维素，得到IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料。
3)、3D打印机用纳米纤维增强橡胶粘结剂的制备
混炼橡胶：热塑性聚合物纳米纤维增强材料(IPET-PEG热塑性聚合物纳米纤维)：溶剂(溶剂为丙酮)质量份数配比为10：20：89混合，经高速搅拌后得到纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料。
应用：将粉末材料与高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料置于三维打印机内，打印出来的制件需置于150℃温度下使粘结剂交联，得到实物的粘结强度高、韧性好(粘结强度、韧性与现有技术相比，均高出5％以上，以上实施例相同)。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims (10)

1.一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料，其特征在于：该材料由混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维增强材料和溶剂制备而成，混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维增强材料、溶剂按照质量份数配比为(1～30)：(1～20)：(1～98)，通过高速剪切机剪切共混得到。
2.如权利要求1所述一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料，其特征在于：所述混炼橡胶是由生胶、增粘树脂、补强剂、填充剂、增塑剂、防老剂、活性剂、促进剂、硫化剂所组成，各原料所占质量份数为:
3.如权利要求1所述一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料，其特征在于：所述热塑性聚合物纳米纤维增强材料是将热塑性聚合物母粒与乙酸丁酸纤维素按质量比(10-50):(50-90)制备而成，所述热塑性聚合物母粒为PVA-co-PE、PTT、PA6、HDPE、PBT、iPP、IPET-PEG中一种。
4.如权利要求1所述一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料，其特征在于：所述溶剂为丙酮、乙醇、汽油、二氯甲烷、四氯化碳中的任意一种或任意两种以上按任意质量配比的混合。
5.如权利要求2所述一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料，其特征在于：所述生胶是由氯丁橡胶、丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、硅橡胶中的任意一种或任意两种以上按任意质量配比的混合。
6.如权利要求2所述一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料，其特征在于：所述增粘树脂为固体古马隆树脂、液体古马隆树脂、对叔丁基苯酚甲醛树脂、液体丁腈橡胶中的任意一种或任意两种以上按任意质量配比的混合。
7.如权利要求2所述一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料，其特征在于：所述补强剂为高耐磨炭黑、半补强炭黑、快压出炭黑、中粒子热裂法炭黑以及白炭黑其中的任意一种或任意两种以上按任意质量配比的混合。
8.如权利要求2所述一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料，其特征在于：所述填充剂为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、陶土、钛白粉中的任意一种或任意两种以上按任意质量配比的混合。
9.如权利要求2所述一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯、TP90B、TP95、环氧大豆油、机油、黑油膏中的任意一种或任意两种以上按任意质量配比的混合；
所述防老剂分为物理防老剂和化学防老剂，其中物理防老剂为石蜡；化学防老剂为防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂A、防老剂D、防老剂AW、防老剂4020、防老剂MB中的任意一种或任意两种以上按任意质量配比的混合；
所述活性剂为氧化锌、硬脂酸中的任意一种或两种按任意质量配比的混合；
所述促进剂为促进剂NA-22、促进剂D、促进剂CZ、促进剂NOBS、促进剂DM、促进剂M、促进剂TMTD、促进剂TRA中的任意一种或任意两种以上按任意质量配比的混合；
所述硫化剂为氧化锌、氧化镁、硫磺、过氧化二异丙苯(DCP)中的任意一种或任意两种以上按任意质量配比的混合。
10.如权利要求1所述一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)混炼橡胶的制备：
按各原料所占质量份数为:生胶100份，增粘树脂5～30份，补强剂5～50份，填充剂10～60份，增塑剂10～40份，防老剂0～5份，活性剂3～10份，促进剂0.5～4份，硫化剂1～10份；选取生胶、增粘树脂、补强剂、填充剂、增塑剂、防老剂、活性剂、促进剂和硫化剂；
将生胶与增粘树脂加到开炼机上塑炼，待生胶与增粘树脂的母炼胶门尼粘度达到40-70后，向开炼机中加入防老剂、活性剂、促进剂，待上述完全混入后，然后加入补强剂、填充剂、增塑剂，待上述完全混入后，最后加入硫化剂，得到混炼橡胶；
2)热塑性聚合物纳米纤维增强材料的制备：
将热塑性聚合物母粒与乙酸丁酸纤维素按质量比(10-50):(50-90)均匀混合后经双螺杆挤出机熔融挤出、牵伸得到热塑性聚合物/乙酸丁酸纤维素共混纤维；热塑性聚合物/乙酸丁酸纤维素共混纤维经丙酮萃取，得到热塑性聚合物纳米纤维；将上述萃取得到的热塑性聚合物纳米纤维在粉碎机的高速剪切作用下粉碎，得到分散均匀的热塑性能聚合物纳米纤维增强材料；
3)按混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维增强材料、溶剂按照质量份数配比为(1～30)： (1～20)：(1～98)，选取混炼橡胶、热塑性聚合物纳米纤维增强材料和溶剂；通过高速剪切机剪切共混，得到高韧性的纳米纤维增强橡胶基3D打印用材料。
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