本发明涉及3d打印使用材料相关技术领域，具体涉及一种3d打印用高分子粉末材料。
背景技术：
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3d打印(3dp)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。
所谓的3d打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3d打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3d打印机是可以“打印”出真实的3d物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。
虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印，但实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3d打印的一大障碍。
技术实现要素：
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本发明针对上述3d打印中使用存在问题，所用高分子粉末材料具有粉末结块温度低、收缩小、内应力小、强度高、流动性好等特点。目前，常用于3d打印的高分子粉末材料有聚苯乙烯、尼龙、尼龙与玻璃微球的混合物、聚碳酸酯、聚丙烯、蜡粉等。本发明提供一种3d打印用高分子粉末材料。
使用本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种3d打印用高分子粉末材料，所述高分子粉末材料包括如下份数组分：聚四氟乙烯23-50份、轻质碳酸钙10-18份、樟脑11-18份、硬脂酸6-15份、稳定剂1.5-5份、pr液0.5-0.7份、抗老化剂1-4份、硅酮胶77-94份、萜烯树脂5-20份、白球4-12份、芦荟胶5-10份、硅藻泥10-17份、活性炭12-19份、二环己基碳二亚胺2-6份、纳米改性醇酸树脂6-13份、聚乙烯蜡0.5-1份、硅树脂30-45份、环氧乙烯基酯树脂20-34份、石墨烯粉末5-13份、有机铋抗氧剂2-16份。
所述轻质碳酸钙的粒度为1000-1300目。
所述稳定剂由下列重量份的原料制成：丙烯沥青树脂5-8份、聚酰胺改性酚醛环氧树脂3-6份、纳米硅粉5-10份、活性炭4-6份、铝粉0.8-1.5份、茶多酚5-8份；稳定剂的制备方法是先将聚酰胺改性酚醛环氧树脂加入乙醇中搅拌加热至50-80℃直至完全溶解，然后加入丙烯沥青树脂、活性炭、茶多酚800-1000r/min搅拌0.5-1h，最后加入铝粉、纳米硅粉170-180℃反应2-4h，自然冷却至室温，后投入-35-50℃温度下冷处理12-24h，再将冷处理后物料取出室内自然放置至室温后即得稳定剂。
所述抗老化剂由下列重量份的原料制成：香蒲绒纤维素3-5份，羧甲基纤维素0.6-1.0份，丁基硫醇锡0.3-0.5份，麦冬总皂苷0.5-3份、海藻酸钠1.5-3份、四甲基氢氧化铵0.2-2份、水12-21份；抗老化剂的制备方法是先将香蒲绒纤维素和羧甲基纤维素加入水中搅拌并加热50-70℃直至完全溶解，然后加入麦冬总皂苷、海藻酸钠和丁基硫醇锡和四甲基氢氧化铵800-1000r/min搅拌0.5-1h，最后投入乳化机中70-80℃乳化反应2-4h，后取出立刻放入-50-100℃的环境中迅速冷冻2-6h，后取出放至室温恢复至室温后即得抗老化剂。
本发明提供上述3d打印用高分子粉末材料的制备方法，包括以下步骤：
1、将聚四氟乙烯、去离子水、pr液加入高温熔炉并升温至327-350℃，加热并1000-2000rpm/min搅拌至聚四氟乙烯完全熔融，后向熔融物料中加入轻质碳酸钙、樟脑、硬脂酸，同速搅拌直至混合物料熔融完全，后将混合均匀的物料放置融炉内120-157℃保存得到物料ⅰ待用；
2、将稳定剂、抗老化剂、芦荟胶、聚乙烯蜡加热30-70℃溶解并混合均匀混合物料，接着滴加二环己基碳二亚胺，接着升温，并加入50％有机铋抗氧剂回流，回流过程中进行氮气保护，然后除杂，真空干燥得到物料ⅱ；
3、将萜烯树脂、硅藻泥、活性炭、纳米改性醇酸树脂加热40-80℃混合均匀，接着进行水热反应，加入丙酮然后洗涤，干燥，升温，升温过程中加入0.5-1％碱溶液至混合溶液ph维持在6.5-8.5，后保温，保温过程中不停搅拌25-40min，后静置冷却，洗涤至滤液中无磷酸根离子，干燥，研磨得到物料ⅲ；
4、将物料ⅰ升温至熔融状态，再加入物料ⅱ、物料ⅲ和硅树脂、环氧乙烯基酯树脂、石墨烯粉末，然后加入有机铋抗氧剂混合均匀，将混合物料混合均匀并保存于高温熔炉内，即制备得到高分子粉末材料基料；
5、将步骤4制成的高分子粉末材料基料进行氢化处理：装料、抽真空、吸氢、氢碎、脱氢、冷却出炉；得到0.5mm以下粉料；
6、将步骤5制成的粉料加入到气流磨，进行制粉加工，得到2～3um的粉料；
7、将步骤6制成的粉料经装模、充磁、加压得到坯料，再经等静压提高密度；
8、将步骤7制成的坯料进行装匣钵：先在匣钵底部洒上高熔点金属粉末钼，将坯料放入匣钵内，在用高熔点金属粉末将坯料掩埋，然后放入真空烧结炉中，进行真空烧结炉内：烧结工艺、抽真空、加热到180～300℃保温、保温60～240分钟、放气、再加热到180～300℃保温、保温1～10小时、充氩气风冷，
所述3d打印用高分子粉末材料的制备方法的步骤2中，升温至40-45℃，回流8-9h。
所述3d打印用高分子粉末材料的制备方法的步骤3中，水热反应的温度为180-200℃，水热反应的时间为2-3h。
本发明3d打印用高分子粉末材料优点和有益效果是：
1、本发明针对3d打印材料中存在问题，发明一种3d打印用高分子粉末材料，粉末结块温度低、收缩小、内应力小、强度高、流动性好等特点；
2、本发明制备的3d打印用高分子粉末材料，原料安全无毒，添加稳定剂和抗老化剂更进一步延长3d打印材料的使用期限和稳定性；
3、本发明3d打印用高分子粉末材料的制备方法，经过后续的抽真空、吸氢、氢碎、脱氢、气流磨粉、等静压提高密度、烧结工艺而制备的3d打印用高分子粉末材料性能更稳定，耐久性好，经处理后的高分子粉末材料粗细分布均匀，使打印出的产品表面更光洁、细腻。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种3d打印用高分子粉末材料；
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种3d打印用高分子粉末材料，所述高分子粉末材料包括如下份数组分：聚四氟乙烯23份、轻质碳酸钙10份、樟脑11份、硬脂酸6份、稳定剂1.5份、pr液0.5份、抗老化剂1.5份、硅酮胶77份、萜烯树脂15份、白球8份、芦荟胶7份、硅藻泥10份、活性炭15份、二环己基碳二亚胺2份、纳米改性醇酸树脂8份、聚乙烯蜡0.5份、硅树脂30份、环氧乙烯基酯树脂20份、石墨烯粉末5份、有机铋抗氧剂6份。
所述轻质碳酸钙的粒度为1000-1100目。
所述稳定剂由下列重量份的原料制成：丙烯沥青树脂5份、聚酰胺改性酚醛环氧树脂3份、纳米硅粉5份、活性炭4份、铝粉0.8份、茶多酚5份；稳定剂的制备方法是先将聚酰胺改性酚醛环氧树脂加入乙醇中搅拌加热至50-60℃直至完全溶解，然后加入丙烯沥青树脂、活性炭、茶多酚1000r/min搅拌0.6h，最后加入铝粉、纳米硅粉170℃反应2h，自然冷却至室温，后投入-35℃温度下冷处理12h，再将冷处理后物料取出室内自然放置至室温后即得稳定剂。
所述抗老化剂由下列重量份的原料制成：香蒲绒纤维素4份，羧甲基纤维素0.6份，丁基硫醇锡0.4份，麦冬总皂苷0.5份、海藻酸钠1.5份、四甲基氢氧化铵0.2份、水12份；抗老化剂的制备方法是先将香蒲绒纤维素和羧甲基纤维素加入水中搅拌并加热60℃直至完全溶解，然后加入麦冬总皂苷、海藻酸钠和丁基硫醇锡和四甲基氢氧化铵800r/min搅拌0.5h，最后投入乳化机中80℃乳化反应4h，后取出立刻放入-50℃的环境中迅速冷冻2h，后取出放至室温恢复至室温后即得抗老化剂。
本发明提供上述3d打印用高分子粉末材料的制备方法，包括以下步骤：
1、将聚四氟乙烯、去离子水、pr液加入高温熔炉并升温至327℃，加热并1000rpm/min搅拌至聚四氟乙烯完全熔融，后向熔融物料中加入轻质碳酸钙、樟脑、硬脂酸，同速搅拌直至混合物料熔融完全，后将混合均匀的物料放置融炉内125℃保存得到物料ⅰ待用；
2、将稳定剂、抗老化剂、芦荟胶、聚乙烯蜡加热40℃溶解并混合均匀混合物料，接着滴加二环己基碳二亚胺，接着升温，并加入50％有机铋抗氧剂回流，回流过程中进行氮气保护，然后除杂，真空干燥得到物料ⅱ；
3、将萜烯树脂、硅藻泥、活性炭、纳米改性醇酸树脂加热60℃混合均匀，接着进行水热反应，加入丙酮然后洗涤，干燥，升温，升温过程中加入0.5％碱溶液至混合溶液ph维持在6.5，后保温，保温过程中不停搅拌25min，后静置冷却，洗涤至滤液中无磷酸根离子，干燥，研磨得到物料ⅲ；
5、将物料ⅰ升温至熔融状态，再加入物料ⅱ、物料ⅲ和硅树脂、环氧乙烯基酯树脂、石墨烯粉末，然后加入有机铋抗氧剂混合均匀，将混合物料混合均匀并保存于高温熔炉内，即制备得到高分子粉末材料基料；
5、将步骤4制成的高分子粉末材料基料进行氢化处理：装料、抽真空、吸氢、氢碎、脱氢、冷却出炉；得到0.5mm以下粉料；
6、将步骤5制成的粉料加入到气流磨，进行制粉加工，得到2～3um的粉料；
7、将步骤6制成的粉料经装模、充磁、加压得到坯料，再经等静压提高密度；
8、将步骤7制成的坯料进行装匣钵：先在匣钵底部洒上高熔点金属粉末钼，将坯料放入匣钵内，在用高熔点金属粉末将坯料掩埋，然后放入真空烧结炉中，进行真空烧结炉内：烧结工艺、抽真空、加热到180℃保温、保温60分钟、放气、再加热到180℃保温、保温4小时、充氩气风冷，
所述3d打印用高分子粉末材料的制备方法的步骤2中，升温至40℃，回流8h。
所述3d打印用高分子粉末材料的制备方法的步骤3中，水热反应的温度为180℃，水热反应的时间为3h。
实施例2：
一种3d打印用高分子粉末材料；
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种3d打印用高分子粉末材料，所述高分子粉末材料包括如下份数组分：聚四氟乙烯25份、轻质碳酸钙18份、樟脑12份、硬脂酸10份、稳定剂2.5份、pr液0.7份、抗老化剂3份、硅酮胶84份、萜烯树脂12份、白球9份、芦荟胶8份、硅藻泥13份、活性炭12份、二环己基碳二亚胺6份、纳米改性醇酸树脂7份、聚乙烯蜡1份、硅树脂35份、环氧乙烯基酯树脂24份、石墨烯粉末9份、有机铋抗氧剂6份。
所述轻质碳酸钙的粒度为1100-1200目。
所述稳定剂由下列重量份的原料制成：丙烯沥青树脂8份、聚酰胺改性酚醛环氧树脂3份、纳米硅粉7份、活性炭6份、铝粉1.5份、茶多酚5份；稳定剂的制备方法是先将聚酰胺改性酚醛环氧树脂加入乙醇中搅拌加热至60℃直至完全溶解，然后加入丙烯沥青树脂、活性炭、茶多酚1000r/min搅拌1h，最后加入铝粉、纳米硅粉175℃反应3h，自然冷却至室温，后投入-35℃温度下冷处理12h，再将冷处理后物料取出室内自然放置至室温后即得稳定剂。
所述抗老化剂由下列重量份的原料制成：香蒲绒纤维素5份，羧甲基纤维素0.6份，丁基硫醇锡0.5份，麦冬总皂苷0.8份、海藻酸钠1.5份、四甲基氢氧化铵0.8份、水12份；抗老化剂的制备方法是先将香蒲绒纤维素和羧甲基纤维素加入水中搅拌并加热65℃直至完全溶解，然后加入麦冬总皂苷、海藻酸钠和丁基硫醇锡和四甲基氢氧化铵800r/min搅拌0.5h，最后投入乳化机中70℃乳化反应3h，后取出立刻放入-60℃的环境中迅速冷冻2h，后取出放至室温恢复至室温后即得抗老化剂。
本发明提供上述3d打印用高分子粉末材料的制备方法，包括以下步骤：
1、将聚四氟乙烯、去离子水、pr液加入高温熔炉并升温至330℃，加热并1500rpm/min搅拌至聚四氟乙烯完全熔融，后向熔融物料中加入轻质碳酸钙、樟脑、硬脂酸，同速搅拌直至混合物料熔融完全，后将混合均匀的物料放置融炉内125℃保存得到物料ⅰ待用；
2、将稳定剂、抗老化剂、芦荟胶、聚乙烯蜡加热40℃溶解并混合均匀混合物料，接着滴加二环己基碳二亚胺，接着升温，并加入50％有机铋抗氧剂回流，回流过程中进行氮气保护，然后除杂，真空干燥得到物料ⅱ；
3、将萜烯树脂、硅藻泥、活性炭、纳米改性醇酸树脂加热60℃混合均匀，接着进行水热反应，加入丙酮然后洗涤，干燥，升温，升温过程中加入0.5％碱溶液至混合溶液ph维持在6.5，后保温，保温过程中不停搅拌30min，后静置冷却，洗涤至滤液中无磷酸根离子，干燥，研磨得到物料ⅲ；
6、将物料ⅰ升温至熔融状态，再加入物料ⅱ、物料ⅲ和硅树脂、环氧乙烯基酯树脂、石墨烯粉末，然后加入有机铋抗氧剂混合均匀，将混合物料混合均匀并保存于高温熔炉内，即制备得到高分子粉末材料基料；
5、将步骤4制成的高分子粉末材料基料进行氢化处理：装料、抽真空、吸氢、氢碎、脱氢、冷却出炉；得到0.5mm以下粉料；
6、将步骤5制成的粉料加入到气流磨，进行制粉加工，得到2～3um的粉料；
7、将步骤6制成的粉料经装模、充磁、加压得到坯料，再经等静压提高密度；
8、将步骤7制成的坯料进行装匣钵：先在匣钵底部洒上高熔点金属粉末钼，将坯料放入匣钵内，在用高熔点金属粉末将坯料掩埋，然后放入真空烧结炉中，进行真空烧结炉内：烧结工艺、抽真空、加热到200℃保温、保温120分钟、放气、再加热到180℃保温、保温4小时、充氩气风冷，
所述3d打印用高分子粉末材料的制备方法的步骤2中，升温至40℃，回流8h。
所述3d打印用高分子粉末材料的制备方法的步骤3中，水热反应的温度为180℃，水热反应的时间为3h。
对本发明提供的实施例中分别进行试验考察，实施例1和实施例2制备的3d打印用高分子粉末材料进行考察，以普通3d打印材料为对照，其结果如表1所示；
表1考察结果
由以上结果显示：
本发明3d打印用高分子粉末材料，由以上检测结果可以看出：3d打印用高分子粉末材料粉末结块温度低、收缩小、内应力小、强度高、流动性好等特点；原料安全无毒，添加稳定剂和抗老化剂更进一步延长3d打印材料的使用期限和稳定性；制备方法经过后续的抽真空、吸氢、氢碎、脱氢、气流磨粉、等静压提高密度、烧结工艺而制备的3d打印用高分子粉末材料性能更稳定，耐久性好，经处理后的高分子粉末材料粗细分布均匀，使打印出的产品表面更光洁、细腻。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。