本发明属于3d打印技术领域，尤其涉及一种3d打印用复合材料及其制备方法。
背景技术：
添加剂技术(3d打印)是一种激进的技术创新，如今添加剂技术广泛应用于工业中，这种技术不仅仅适用于未来，在当前也被广泛有效地应用。添加剂技术的市场增长迅速，每年约以四分之一的速度增长。至于未来发展，分层合成技术潜力无穷。众所周之，虽然科学和技术领域广泛使用用于添加剂技术的复合材料，但它们仍然存在许多缺点，3d打印聚合物材料的开发人员和研究人员致力于去除这些缺点。
专利号为1998513345的德国专利公开了一种热塑性复合材料，其至少含有一种聚亚芳基醚﹑一种填料或增强材料﹑和一种具有重复结构元素的改性含羧基聚亚芳基醚，该复合材料具备改善熔体稳定性和机械性能，但并未指出复合材料是否可用于添加剂技术。
专利号为us6495615的美国专利公开了具有改进的冲击韧性的热塑性聚合物材料，包含热塑性聚醚砜聚合物与用聚烯烃蜡加工的玻璃纤维，该聚合物材料具有高弹性模量和改进的冲击韧性。
专利号为us8703862b2的美国专利公开了一种复合材料，包含至少一种聚亚芳基醚，其每个聚合物链平均含有不超过0.1个酚基端基，其重量为20～92％，和另一种聚亚芳基醚，其每个聚合物链平均含有1.5个酚基端基，其重量为3～20％，和一种纤维或分散的填料，其重量为5～60％，并且还可以加入其他添加剂和/或工艺添加剂，其重量为0～40％。该复合材料的特点在于显着改善的熔体稳定性以及良好的机械性能。
但这些复合材料的主要缺点是没有关于材料性质的完整信息，即没有关于吸湿性的信息，这是所制作的聚合物材料非常重要的特征，并且这些复合材料均不能应用于3d打印。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有较高机械性能与较低吸湿性的3d打印用复合材料及其制备方法。
本发明提供了一种3d打印用复合材料，包括：
优选的，所述有机改性粘土为尿素改性的蒙脱石；所述尿素改性的蒙脱石按照以下步骤制备：将尿素与蒙脱石在水中混合，得到尿素改性的蒙脱石。
优选的，所述尿素的质量为蒙脱石质量的2％～10％。
优选的，所述尿素的质量为蒙脱石质量的5％。
优选的，所述聚苯砜树脂为radelr-5100。
优选的，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维丝。
优选的，所述短切玻璃纤维丝的长度为1～5mm。
本发明还提供了一种3d打印用复合材料的制备方法，包括：
将100重量份的聚苯砜树脂、32～35重量份的聚碳酸酯、1～3重量份的玻璃纤维与0.5～2重量份的有机改性粘土混合加热，得到3d打印用复合材料。
优选的，所述混合加热的温度为140℃～160℃。
本发明提供了一种3d打印用复合材料，包括：聚苯砜树脂100重量份；聚碳酸酯32～35重量份；玻璃纤维1～3重量份；有机改性粘土0.5～2重量份。与现有技术相比，本发明以聚苯砜树脂与聚碳酸酯作为树脂原料，通过加入玻璃纤维提高了复合材料的物理机械性能，同时添加有机改性粘土在降低复合材料吸水性，使得到的复合材料既具有较高机械性能也具有较低吸湿性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种3d打印用复合材料，包括：
本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
本发明以聚苯砜树脂(ppsu)为基础材料，所述聚苯砜树脂的熔流率优选为10～30g/10min，更优选为12～25g/10min，再优选为14～20g/10min；在本发明中，所述聚苯砜树脂最优选为radelr-5100。
所述聚碳酸酯的含量优选为33～35重量份，更优选为34～35重量份；所述聚碳酸酯优选为品牌carbomix的颗粒，其根据技术规范2226-002-13619882-2006制备。
所述玻璃纤维的含量优选为1～2.5重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述玻璃纤维的含量优选为1重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述玻璃纤维的含量优选为1.2重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述玻璃纤维的含量优选为2.4重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述玻璃纤维的含量优选为2.5重量份；在本发明提供的另一些实施例中，所述玻璃纤维的含量优选为3重量份；所述玻璃纤维优选为短切玻璃纤维丝；所述短切玻璃纤维丝的长度优选为1～5mm，更优选为2～4mm，再优选为3mm。
按照本发明，所述有机改性粘土的含量优选为1～2重量份，更优选为1.5～2重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述有机改性粘土的含量优选为0.5重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述有机改性粘土的含量优选为1重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述有机改性粘土的含量优选为1.5重量份；在本发明提供的另一些实施例中，所述有机改性粘土的含量优选为2重量份；所述有机改性粘土优选为有机改性的蒙脱石，更优选为尿素改性的蒙脱石。
所述粘土改性的蒙脱石优选按照以下方法制备：将尿素与蒙脱石在水中混合，得到尿素改性的蒙脱石；所述蒙脱石的阳离子交换容量优选为80～150毫克当量/100克，更优选为90～120毫克当量/100克，再优选为90～100毫克当量/100克，最优选为95毫克当量/100克；所述尿素的质量优选为蒙脱石质量的2％～10％，更优选为4％～8％，再优选为4％～6％，最优选为5％；在本发明中，优选先将蒙脱石与水混合搅拌，然后再加入尿素继续搅拌；所述混合搅拌的时间优选为10～40min，更优选为20～40min，再优选为30min；所述继续搅拌的时间优选为1～4h，更优选为2～3h；上述步骤均优选在室温条件下进行即可；继续搅拌完成后，优选用水多次重复倾析，室温干燥后，得到尿素改性的蒙脱石；所述室温干燥的时间优选为20～30h，更优选为22～28h，再优选为24～26h。
本发明以聚苯砜树脂与聚碳酸酯作为树脂原料，通过加入玻璃纤维提高了复合材料的物理机械性能，同时添加有机改性粘土在降低复合材料吸水性，使得到的复合材料既具有较高机械性能也具有较低吸湿性。
本发明还提供了一种上述3d打印用复合材料的制备方法，包括：将100重量份的聚苯砜树脂、32～35重量份的聚碳酸酯、1～3重量份的玻璃纤维与0.5～2重量份的有机改性粘土混合加热，得到3d打印用复合材料。
其中，所述聚苯砜树脂、聚碳酸酯、玻璃纤维与有机改性粘土均同上所示，在此不再赘述。
将聚苯砜树脂、聚碳酸酯、玻璃纤维与有机改性粘土混合加热，得到3d打印用复合材料；所述混合加热的温度优选为140℃～160℃，更优选为146℃～160℃；所述混合加热优选在挤出机中进行；所述挤出机的四个加热区域的温度优选依次为146℃、149℃、155℃与160℃。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种3d打印用复合材料及其制备方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售；实施例中所用ppsu为radelr5100；聚碳酸酯是品牌carbomix的颗粒，根据技术规范2226-002-13619882-2006制备(俄罗斯)；玻璃纤维是使用纤维长度为3毫米的短切玻璃纤维丝；有机改性粘土为尿素改性的蒙脱石，尿素的质量为蒙脱石质量的5％。
实施例1～6
按照配方(表1)规定的ppsu﹑聚碳酸酯﹑玻璃纤维﹑有机改性粘土的量，将其依次装载到工作混合器中；将获得的粉状混合物倒入挤压机中，并在区域i～iv，即温度146℃、149℃、155℃与160℃下相应进行加工处理，得到颗粒即3d打印用复合材料。
用获得的颗粒制成直径为1.75毫米的聚合物丝，以便后续使用，来获得3d打印测试的样品。获得样品需使用3d打印机robozeone+400。
在复合材料的研究中，使用了以下标准：
1.全苏国家标准9550-81；塑料；确定拉伸﹑压缩﹑弯曲下的弹性模量的方法；
2.全苏国家标准4648-2014(iso178:2010)；塑料；静力弯曲试验方法(修订)；
3.全苏国家标准11262-80(стсэв1199-78)；塑料；拉伸试验方法(n1变化)；
4.全苏国家标准4650-2014(iso62:2008)；塑料；确定吸水率的方法。
测试结果如表2所示。
表1实施例复合材料的成分
表2复合材料性能测试结果