CN115160728A - 一种超亲水超疏油复合材料、3d打印件及打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超亲水超疏油复合材料、3D打印件及打印方法。本发明的复合材料，在空气中具有良好的亲水性能，在水下具有良好的疏油性能，该复合材料可用于3D打印成型零件；本发明的复合材料具有普适性，可进行多种材料、多种结构的按需打印，适应不同的使用环境；本发明的3D打印方法，通过选取亲水性、热塑性高分子粉末作为基体材料，将亲水性微纳米粉末在打印过程中嵌入基体材料的内部和表面，赋予成型件本征、耐磨的超亲水性能，即使成型件表面受到强力磨损，暴露出来的部分仍具有超亲水的性质，继续维持超亲水的性能。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印、高分子材料加工和界面材料物理与化学交叉技术领域，尤其涉及一种超亲水超疏油复合材料、3D打印件及打印方法。
背景技术
超亲水是一种特殊的浸润性能，一般是指微小水滴在材料表面的静态接触角小于10°。从外观上看，水在超亲水材料表面不会形成水滴，而是会形成水膜。超亲水材料在防雾、水下抗油污、油水分离、雾气收集、生物医药等领域具有巨大的应用前景。
目前，实现超亲水的途径主要有三种：第一种是直接对材料表面进行氧气Plasma等离子处理；第二种是在材料表面进行超亲水涂层处理；第三种是在材料表面做微纳结构处理，然后再进行亲水处理。第一种方式通过等离子体处理材料表面，使其带有亲水的极性基团，赋予其超亲水性。但是其性能持续时间短，不能长期使用。第二种方式和第三种方式制备的超亲水表面尽管可以维持一段时间，但是其表面的涂层厚度仅有数十微米，很容易受到外界的机械损伤，使其失去超亲水效果。
3D打印作为新兴技术，近年来得到了快速的发展。但是3D打印的材料体系目前比较少，像超亲水材料的3D打印材料体系还没有。如何发展3D打印超亲水体系，并使得打印性能和打印成本比传统的涂层方法更有优势，是急需解决的科学和工业难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种超亲水超疏油复合材料、3D打印件及打印方法，以解决或至少部分解决现有技术中存在的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种超亲水超疏油复合材料，包括亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末。
优选的是，所述的超亲水超疏油复合材料，所述亲水性高分子粉末为热塑性聚合物。
优选的是，所述的超亲水超疏油复合材料，所述热塑性聚合物包括酚醛树脂、环氧树脂中的至少一种。
优选的是，所述的超亲水超疏油复合材料，所述亲水性微纳米粉末包括亲水气相二氧化硅、亲水玻璃微珠和亲水云母粉中的至少一种。
优选的是，所述的超亲水超疏油复合材料，所述亲水气相二氧化硅的粒径为5～100nm；所述亲水玻璃微珠的粒径为1～75μm；所述亲水云母粉的粒径为0.5～90μm。
优选的是，所述的超亲水超疏油复合材料，所述亲水性高分子粉末的粒径为1～100μm。
优选的是，所述的超亲水超疏油复合材料，所述超亲水超疏油复合材料中亲水性微纳米粉末的质量分数为3～90％。
第二方面，本发明还提供了一种3D打印方法，包括以下步骤：
提供所述的超亲水超疏油复合材料；
根据待制造打印件的三维模型，利用所述超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
优选的是，所述的3D打印方法，若所述亲水性微纳米粉末为亲水气相二氧化硅，所述超亲水超疏油复合材料中亲水气相二氧化硅的质量分数每增加0.8～1.2％，则成型时打印功率增加1～4W；
若所述亲水性微纳米粉末为亲水玻璃微珠，所述超亲水超疏油复合材料中亲水玻璃微珠的质量分数每增加8～10％，则成型时打印功率增加0.5～2W；
若所述亲水性微纳米粉末为亲水云母粉，所述超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉珠的质量分数每增加4～6％，则成型时打印功率增加0.5～2W。
第三方面，本发明还提供了一种3D打印件，采用所述的3D打印方法制备得到。
本发明的超亲水超疏油复合材料、3D打印件及打印方法，相对于现有技术具有以下技术效果：
1、本发明的超亲水超疏油复合材料，包括亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末该超亲水超疏油复合材料在空气中具有良好的亲水性能，在水下具有良好的疏油性能，该复合材料可用于3D打印成型零件；本发明的复合材料具有普适性，可进行多种材料、多种结构的按需打印，适应不同的使用环境；
2、本发明的3D打印方法，通过选取亲水性、热塑性高分子粉末作为基体材料，将亲水性微纳米粉末在打印过程中嵌入基体材料的内部和表面，赋予成型件本征、耐磨的超亲水性能，即使成型件表面受到强力磨损，暴露出来的部分仍具有超亲水的性质，继续维持超亲水的性能；
3、本发明的3D打印方法，激光选区烧结工艺使超亲水复合粉末材料成形，提高了成型件层间结合强度，赋予了超亲水材料较强的整体力学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的3D打印方法流程示意图；
图2为本发明其中一个实施例中采用画图软件构建待制造打印件的三维模型示意图；
图3为本发明另一个实施例中采用画图软件构建待制造打印件的三维模型示意图；
图4为水滴在本发明实施例1中得到的打印件表面的接触角随时间变化图；
图5为本发明实施例1中得到的打印件在水下的四氯化碳接触角；
图6为打磨次数与水滴在本发明实施例1中得到的打印件表面的接触角的关系示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种超亲水超疏油复合材料，包括亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末。
在一些实施例中，亲水性高分子粉末为亲水、热塑性聚合物。
在一些实施例中，亲水、热塑性聚合物包括但不限于酚醛树脂、环氧树脂中的至少一种。
在一些实施例中，亲水性微纳米粉末包括但不限于亲水气相二氧化硅、亲水玻璃微珠和亲水云母粉中的至少一种。
在一些实施例中，亲水气相二氧化硅的粒径为5～100nm；亲水玻璃微珠的粒径为1～75μm；亲水云母粉的粒径为0.5～90μm。
在一些实施例中，亲水性高分子粉末的粒径为1～100μm。
在一些实施例中，超亲水超疏油复合材料中亲水性微纳米粉末的质量分数为3～90％。
具体的，若亲水性微纳米粉末仅单独采用亲水气相二氧化硅，则超亲水超疏油复合材料中亲水气相二氧化硅的质量分数为3～6％；若亲水性微纳米粉末仅单独采用亲水玻璃微珠，则超亲水超疏油复合材料中亲水玻璃微珠的质量分数为60～90％；若亲水性微纳米粉末仅单独采用亲水云母粉，则超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉的质量分数为30～80％。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种3D打印方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、提供上述的超亲水超疏油复合材料；
S2、根据待制造打印件的三维模型，利用超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
具体的，首先采用画图软件构建待制造打印件的三维模型，并保存stl格式；然后将构建的三维模型导入到打印设备中，同时将配好的超亲水超疏油复合材料装进打印机供粉缸，铺粉并调节工艺参数与装入的复合粉末相匹配，这样即可打印出预期的打印件；激光选区工艺参数根据所选的聚合物和亲水性粉末的不同而调节。值得注意的是，超亲水超疏油复合材料经球磨混料机混合后，须经过80目筛后才可用于3D打印，避免球磨后大颗粒团聚影响打印效果。成型过程中，当使用不同质量分数的亲水性微纳米粉末时，需要同时调节打印机其他工艺参数与该复合粉末相匹配；本申请的打印件是通过激光选区烧结逐层打印成型的，亲水性微纳米粉末均匀分布在整个亲水性聚合物基体和表面，且随着亲水性微纳米粉末质量分数的增加，其亲水性逐渐增强；本申请成型得到打印件具有本征超亲水的性质，即打印件表面受到强力磨损，暴露出来的部分仍具有超亲水的性质，继续维持超亲水的性能。本申请的超亲水超疏油复合材料，包括亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末该超亲水超疏油复合材料在空气中具有良好的亲水性能，在水下具有良好的疏油性能；本申请的3D打印方法，通过选取亲水性、热塑性高分子粉末作为基体材料，将亲水性微纳米粉末在打印过程中嵌入基体材料的内部和表面，赋予成型件本征、耐磨的超亲水性能，即使成型件表面受到强力磨损，暴露出来的部分仍具有超亲水的性质，继续维持超亲水的性能。
在一些实施例中，若亲水性微纳米粉末为亲水气相二氧化硅，超亲水超疏油复合材料中亲水气相二氧化硅的质量分数每增加0.8～1.2％，则成型时打印功率增加1～4W；
若亲水性微纳米粉末为亲水玻璃微珠，超亲水超疏油复合材料中亲水玻璃微珠的质量分数每增加8～10％，则成型时打印功率增加0.5～2W；
若亲水性微纳米粉末为亲水云母粉，超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉珠的质量分数每增加4～6％，则成型时打印功率增加0.5～2W。
在一些实施例中，当使用不同的亲水性高分子粉末时，成型缸的温度要随之改变，一般使温度保持在超亲水超疏油复合材料熔点以下5～10℃。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种3D打印件，采用上述的3D打印方法制备得到。
具体的，图2显示了其中一个实施例中采用画图软件构建待制造打印件的三维模型，其形状为树形。
图3显示了另一个实施例中采用画图软件构建待制造打印件的三维模型，其形状为花形。
以下进一步以具体实施例说明本申请的超亲水超疏油复合材料、3D打印方法。本部分结合具体实施例进一步说明本发明内容，但不应理解为对本发明的限制。如未特别说明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
本申请实施例提供了一种超亲水超疏油复合材料，包括以下原料：亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末，其中，亲水性高分子粉末采用亲水酚醛树脂(购买自河南铂润新材料有限公司)，亲水性微纳米粉末采用亲水玻璃微珠(购买自粤丰研磨有限公司)，亲水玻璃微珠的平均粒径为38μm，亲水酚醛树脂的平均粒径为50μm；
具体的，亲水玻璃微珠、亲水酚醛树脂的质量如下表1所示。
表1-亲水玻璃微珠、亲水酚醛树脂的质量
| 复合材料中玻璃微珠质量分数 | 亲水酚醛树脂质量 | 亲水玻璃微珠质量 |
| 60wt％ | 2000g | 3000g |
| 70wt％ | 1500g | 3500g |
| 80wt％ | 1000g | 4000g |
| 90wt％ | 500g | 4500g |
上述超亲水超疏油复合材料的制备方法为：将亲水玻璃微珠、亲水酚醛树脂置于球磨混料机中进行均匀混合，转速为400～800转/分钟，并过80目筛后，得到超亲水超疏油复合材料。
本申请实施例还提供了一种3D打印方法，包括以下步骤：
S1、提供实施例1中的超亲水超疏油复合材料；
S2、根据图2待制造打印件的三维模型，利用超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
具体的，当超亲水超疏油复合材料中的玻璃微珠质量分数为60wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为70℃、激光扫描功率为5W、激光扫描速率为1000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。
当超亲水超疏油复合材料中玻璃微珠质量分数分别增加至70wt％、80wt％和90wt％时，保持其他工艺参数不变，提高激光扫描功率分别至5.5W、6W和6.5W。打印完成后需自然冷却降温1小时，再取出成型的打印件。
图4显示了水滴在实施例1中得到的打印件(玻璃微珠质量分数为80wt％)表面的接触角随时间变化的测试图，从图4中可以看出水滴在打印件表面的最终接触角为0°。具体的，空气中的水接触角的测试方法为：在空气环境中，在样品表面滴加5微升的水滴，用接触角仪记录水滴在样品表面的接触角变化。
图5为实施例1中得到的打印件(玻璃微珠质量分数为80wt％)在水下的四氯化碳接触角。水下测试是将打印件放在水下，然后在打印件上滴加5微升的四氯化碳进行测试的。从图5中可以看出，水下四氯化碳的接触角为156±3°，说明本发明制备得到的打印件具有良好的疏油性能。
图6为实施例1中得到的打印件(玻璃微珠质量分数为80wt％)在使用植绒砂纸打磨后，打磨次数与水滴在打印件表面的接触角的示意图。从图6可以看出，本发明制备的超亲水打印件具有非常好的耐磨性能，用植绒砂纸打磨1000次后接触角仍为0°。
实施例2
本申请实施例提供了一种超亲水超疏油复合材料，包括以下原料：亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末，其中，亲水性高分子粉末采用亲水酚醛树脂(购买自河南铂润新材料有限公司)，亲水性微纳米粉末采用亲水气相二氧化硅(购买自Evonik IndustriesAG)，亲水气相二氧化硅的平均粒径为50nm，亲水酚醛树脂的平均粒径为50μm；
具体的，亲水气相二氧化硅、亲水酚醛树脂的质量如下表2所示。
表2-亲水气相二氧化硅、亲水酚醛树脂的质量
上述超亲水超疏油复合材料的制备方法为：将亲水气相二氧化硅、亲水酚醛树脂置于球磨混料机中进行均匀混合，转速为400～800转/分钟，并过80目筛后，得到超亲水超疏油复合材料。
本申请实施例还提供了一种3D打印方法，包括以下步骤：
S1、提供实施例2中的超亲水超疏油复合材料；
S2、根据图3待制造打印件的三维模型，利用超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
具体的，当超亲水超疏油复合材料中亲水气相二氧化硅的质量分数为3wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为70℃、激光扫描功率为5W、激光扫描速率为1000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。
当超亲水超疏油复合材料中亲水气相二氧化硅的质量分数分别增加至4wt％、5wt％和6wt％时，保持其他工艺参数不变，提高激光扫描功率分别至5W、7W和9W。打印完成后需自然冷却降温1小时，再取出成型的打印件。
实施例3
本申请实施例提供了一种超亲水超疏油复合材料，包括以下原料：亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末，其中，亲水性高分子粉末采用亲水酚醛树脂(购买自河南铂润新材料有限公司)，亲水性微纳米粉末采用亲水云母粉(购买自河北石粉厂)，亲水云母粉的平均粒径为45μm，亲水酚醛树脂的平均粒径为50μm；
具体的，亲水云母粉、亲水酚醛树脂的质量如下表3所示。
表3-亲水云母粉、亲水酚醛树脂的质量
| 复合材料中云母粉质量分数 | 亲水酚醛树脂质量 | 亲水云母粉质量 |
| 30wt％ | 2100 g | 900g |
| 40wt％ | 1800g | 1200g |
| 50wt％ | 1500g | 1500g |
| 60wt％ | 1200g | 1600g |
| 70wt％ | 900g | 2100g |
| 80wt％ | 600g | 2400g |
上述超亲水超疏油复合材料的制备方法为：将亲水云母粉、亲水酚醛树脂置于球磨混料机中进行均匀混合，转速为400～800转/分钟，并过80目筛后，得到超亲水超疏油复合材料。
本申请实施例还提供了一种3D打印方法，包括以下步骤：
S1、提供实施例3中的超亲水超疏油复合材料；
S2、根据图2待制造打印件的三维模型，利用超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
具体的，当超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉的质量分数为30wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为70℃、激光扫描功率为5W、激光扫描速率为1000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。
当超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉的质量分数分别增加至40wt％、50wt％、60wt％、70wt％和80wt％时，保持其他工艺参数不变，提高激光扫描功率分别至5.5W、6W、6.5W、7W和8W。打印完成后需自然冷却降温1小时，再取出成型的打印件。
实施例4
本申请实施例提供了一种超亲水超疏油复合材料，包括以下原料：亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末，其中，亲水性高分子粉末采用亲水环氧树脂(购买自广州市新稀冶金化工有限公司)，亲水性微纳米粉末采用亲水玻璃微珠(购买自粤丰研磨有限公司)，亲水玻璃微珠的平均粒径为38μm，亲水环氧树脂的平均粒径为50μm；
具体的，亲水玻璃微珠、亲水环氧树脂的质量如下表4所示。
表4-亲水玻璃微珠、亲水酚醛树脂的质量
| 复合材料中玻璃微珠质量分数 | 亲水环氧树脂质量 | 亲水玻璃微珠质量 |
| 60wt％ | 2000g | 3000g |
| 70wt％ | 1500g | 3500g |
| 80wt％ | 1000g | 4000g |
| 90wt％ | 500g | 4500g |
上述超亲水超疏油复合材料的制备方法为：将亲水玻璃微珠、亲水环氧树脂置于球磨混料机中进行均匀混合，转速为400～800转/分钟，并过80目筛后，得到超亲水超疏油复合材料。
本申请实施例还提供了一种3D打印方法，包括以下步骤：
S1、提供实施例4中的超亲水超疏油复合材料；
S2、根据图3待制造打印件的三维模型，利用超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
具体的，当超亲水超疏油复合材料中的玻璃微珠质量分数为60wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为35℃、激光扫描功率为12W、激光扫描速率为4000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。
当超亲水超疏油复合材料中玻璃微珠质量分数分别增加至70wt％、80wt％和90wt％时，保持其他工艺参数不变，提高激光扫描功率分别至13W、14W和15W。打印完成后需自然冷却降温1小时，再取出成型的打印件。
实施例5
本申请实施例提供了一种超亲水超疏油复合材料，包括以下原料：亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末，其中，亲水性高分子粉末采用亲水环氧树脂(购买自广州市新稀冶金化工有限公司)，亲水性微纳米粉末采用亲水气相二氧化硅(购买自EvonikIndustries AG)，亲水气相二氧化硅的平均粒径为50nm，亲水环氧树脂的平均粒径为50μm；
具体的，亲水气相二氧化硅、亲水环氧树脂的质量如下表5所示。
表5-亲水气相二氧化硅、亲水环氧树脂的质量
上述超亲水超疏油复合材料的制备方法为：将亲水气相二氧化硅、亲水环氧树脂置于球磨混料机中进行均匀混合，转速为400～800转/分钟，并过80目筛后，得到超亲水超疏油复合材料。
本申请实施例还提供了一种3D打印方法，包括以下步骤：
S1、提供实施例5中的超亲水超疏油复合材料；
S2、根据图2待制造打印件的三维模型，利用超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
具体的，当超亲水超疏油复合材料中亲水气相二氧化硅的质量分数为3wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为35℃、激光扫描功率为13～15W、激光扫描速率为4000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。
当超亲水超疏油复合材料中亲水气相二氧化硅的质量分数分别增加至4wt％、5wt％和6wt％时，保持其他工艺参数不变，提高激光扫描功率分别至15-17W，17-19W和19-22W。打印完成后需自然冷却降温1小时，再取出成型的打印件。
实施例6
本申请实施例提供了一种超亲水超疏油复合材料，包括以下原料：亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末，其中，亲水性高分子粉末采用亲水环氧树脂(购买自广州市新稀冶金化工有限公司)，亲水性微纳米粉末采用亲水云母粉(购买自河北石粉厂)，亲水云母粉的平均粒径为45μm，亲水环氧树脂的平均粒径为50μm；
具体的，亲水云母粉、亲水环氧树脂的质量如下表6所示。
表6-亲水云母粉、亲水酚醛树脂的质量
上述超亲水超疏油复合材料的制备方法为：将亲水云母粉、亲水环氧树脂置于球磨混料机中进行均匀混合，转速为400～800转/分钟，并过80目筛后，得到超亲水超疏油复合材料。
本申请实施例还提供了一种3D打印方法，包括以下步骤：
S1、提供实施例6中的超亲水超疏油复合材料；
S2、根据图3待制造打印件的三维模型，利用超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
具体的，当超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉的质量分数为30wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为35℃、激光扫描功率为14W、激光扫描速率为4000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。
当超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉的质量分数分别增加至40wt％、50wt％、60wt％、70wt％和80wt％时，保持其他工艺参数不变，提高激光扫描功率分别至15W、16W、17W、18W和19W。打印完成后需自然冷却降温1小时，再取出成型的打印件。
实施例7
本申请实施例提供了一种超亲水超疏油复合材料，包括以下原料：亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末，其中，亲水性高分子粉末采用亲水酚醛树脂(购买自河南铂润新材料有限公司)，亲水性微纳米粉末采用亲水玻璃微珠(购买自粤丰研磨有限公司)和亲水气相二氧化硅(购买自Evonik Industries AG)，亲水玻璃微珠的平均粒径为38μm，亲水气相二氧化硅的平均粒径为50nm，亲水酚醛树脂的平均粒径为50μm；
具体的，亲水玻璃微珠、亲水气相二氧化硅、亲水酚醛树脂的质量如下表7所示。
表7-亲水玻璃微珠、亲水气相二氧化硅、亲水酚醛树脂的质量
上述超亲水超疏油复合材料的制备方法为：将亲水玻璃微珠、亲水气相二氧化硅、亲水酚醛树脂置于球磨混料机中进行均匀混合，转速为400～800转/分钟，并过80目筛后，得到超亲水超疏油复合材料。
本申请实施例还提供了一种3D打印方法，包括以下步骤：
S1、提供实施例7中的超亲水超疏油复合材料；
S2、根据图2待制造打印件的三维模型，利用超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
具体的，当超亲水超疏油复合材料中亲水玻璃微珠的的质量分数为60wt％、亲水气相二氧化硅的质量分数为4～6wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为70℃、激光扫描功率为5～7W、激光扫描速率为1000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。
当超亲水超疏油复合材料中亲水玻璃微珠的的质量分数为70wt％、亲水气相二氧化硅的质量分数为3～5wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为70℃、激光扫描功率为5.5～7.5W、激光扫描速率为1000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。当超亲水超疏油复合材料中亲水玻璃微珠的的质量分数为80wt％、亲水气相二氧化硅的质量分数为2～4wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为70℃、激光扫描功率为6～8W、激光扫描速率为1000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。打印完成后需自然冷却降温1小时，再取出成型的打印件。
实施例8
本申请实施例提供了一种超亲水超疏油复合材料，包括以下原料：亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末，其中，亲水性高分子粉末采用亲水环氧树脂(购买自广州市新稀冶金化工有限公司)，亲水性微纳米粉末采用亲水玻璃微珠(购买自粤丰研磨有限公司)和亲水云母粉(购买自河北石粉厂)，亲水玻璃微珠的平均粒径为38μm，亲水云母粉的平均粒径为45μm，亲水环氧树脂的平均粒径为50μm；
具体的，亲水玻璃微珠、亲水云母粉、亲水环氧树脂的质量如下表8所示。
表8-亲水玻璃微珠、亲水云母粉、亲水环氧树脂的质量
上述超亲水超疏油复合材料的制备方法为：将亲水玻璃微珠、亲水云母粉、亲水环氧树脂置于球磨混料机中进行均匀混合，转速为400～800转/分钟，并过80目筛后，得到超亲水超疏油复合材料。
本申请实施例还提供了一种3D打印方法，包括以下步骤：
S1、提供实施例8中的超亲水超疏油复合材料；
S2、根据图3待制造打印件的三维模型，利用超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
具体的，当超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉的质量分数为30wt％、亲水玻璃微珠的质量分数为40～60wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为35℃、激光扫描功率为13～15W、激光扫描速率为4000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。
当超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉的质量分数为40wt％、亲水玻璃微珠的质量分数为30～50wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为35℃、激光扫描功率为14～16W、激光扫描速率为4000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。当超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉的质量分数为50wt％、亲水玻璃微珠的质量分数为20～40wt％时，激光选区烧结工艺参数为：成型缸工作腔温度为35℃、激光扫描功率为15～17W、激光扫描速率为4000mm/s、扫描间距为0.1mm、铺粉层厚为0.1mm。打印完成后需自然冷却降温1小时，再取出成型的打印件。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超亲水超疏油复合材料，其特征在于，包括亲水性高分子粉末和亲水性微纳米粉末。
2.如权利要求1所述的超亲水超疏油复合材料，其特征在于，所述亲水性高分子粉末为热塑性聚合物。
3.如权利要求2所述的超亲水超疏油复合材料，其特征在于，所述热塑性聚合物包括酚醛树脂、环氧树脂中的至少一种。
4.如权利要求1所述的超亲水超疏油复合材料，其特征在于，所述亲水性微纳米粉末包括亲水气相二氧化硅、亲水玻璃微珠和亲水云母粉中的至少一种。
5.如权利要求4所述的超亲水超疏油复合材料，其特征在于，所述亲水气相二氧化硅的粒径为5～100nm；所述亲水玻璃微珠的粒径为1～75μm；所述亲水云母粉的粒径为0.5～90μm。
6.如权利要求1所述的超亲水超疏油复合材料，其特征在于，所述亲水性高分子粉末的粒径为1～100μm。
7.如权利要求1所述的超亲水超疏油复合材料，其特征在于，所述超亲水超疏油复合材料中亲水性微纳米粉末的质量分数为3～90％。
8.一种3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供如权利要求1～7任一所述的超亲水超疏油复合材料；
根据待制造打印件的三维模型，利用所述超亲水超疏油复合材料，采用激光选区烧结工艺成型得到打印件。
9.如权利要求8所述的3D打印方法，其特征在于，若所述亲水性微纳米粉末为亲水气相二氧化硅，所述超亲水超疏油复合材料中亲水气相二氧化硅的质量分数每增加0.8～1.2％，则成型时打印功率增加1～4W；
若所述亲水性微纳米粉末为亲水玻璃微珠，所述超亲水超疏油复合材料中亲水玻璃微珠的质量分数每增加8～10％，则成型时打印功率增加0.5～2W；
若所述亲水性微纳米粉末为亲水云母粉，所述超亲水超疏油复合材料中亲水云母粉珠的质量分数每增加4～6％，则成型时打印功率增加0.5～2W。
10.一种3D打印件，其特征在于，采用如权利要求8～9任一所述的3D打印方法制备得到。
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