CN105733274A - 一种用于3d打印的组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于3D打印的组合物，由三乙醇胺、松香树脂、聚二甲基硅氧烷、乙撑双硬脂酸酰胺、碳酸钙、硫酸钡、1,6?己二醇二丙烯酸酯、油酸钾皂、2?羟基?4?甲氧基二苯甲酮、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二胺、纳米二氧化钛、丙烯晴、安息香双甲醚、磷酸三甲酚酯、脂肪酸酰胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、氯化聚乙烯组成，所制备的材料具有较高的拉伸强度和拉伸模量，而且保留了良好的韧性，其断裂伸长率和冲击强度等性能指标良好；不仅具有相当高的韧性，还具有较高的耐热性，使用性能好，便于根据需要使用。

Description

一种用于3D打印的组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于3D 打印的组合物及其制备方法，属于3D打印技术领域。
背景技术
3D 打印是一种新兴的快速成型技术，以计算机三维设计模型为蓝本，利用激光烧结，加热熔融等方式将金属、陶瓷粉末或聚合物等材料，通过计算机数字软件程序控制，逐层堆积粘结成型，从而制造出实体产品。3D 打印简单来说，可以看作是2D 打印技术在空间上的叠加。使用固体粉末或聚合物熔体等材料作为打印“油墨”，通过计算机建模设计，精确控制产品的精度和尺寸。这种打印技术相比于传统的成型技术，不需要复杂的模具和工艺，设备小巧，程序由计算机控制，操作简便，因而受到的关注越来越多，逐渐在生物、医学、建筑、航空等领域开拓了广阔的应用空间，尤其适合小批量，个性化，结构复杂的中空部件。目前，熔融层积成型技术是最为常用的3D 打印技术，通常使用尼龙，ABS 等热塑性树脂，在高温下熔融后，进行打印，逐层沉积固化，形成最终产品。然而这类热塑性材料在高温熔融条件下，容易发生氧化分解等化学反应，放出难闻，有毒气体，造成环境和人体的危害，一定程度上限制了其应用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于3D 打印的组合物及其制备方法，以便更好地改善生产制备效果，方便根据需要使用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种用于3D 打印的组合物，其特征在于：由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺14～18份、松香树脂16～20份、聚二甲基硅氧烷12～16份、乙撑双硬脂酸酰胺10～14份、碳酸钙16～20份、硫酸钡12～16份、1,6-己二醇二丙烯酸酯10～14份、油酸钾皂16～20份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮12～16份、邻苯二甲酸二丁酯10～14份、对苯二胺16～20份、纳米二氧化钛12～16份、丙烯晴12～16份、安息香双甲醚10～14份、磷酸三甲酚酯16～20份、脂肪酸酰胺12～16份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10～14份、氯化聚乙烯16～20份。
进一步地，上述用于3D 打印的组合物，由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺14份、松香树脂16份、聚二甲基硅氧烷12份、乙撑双硬脂酸酰胺10份、碳酸钙16份、硫酸钡12份、1,6-己二醇二丙烯酸酯10份、油酸钾皂16份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮12份、邻苯二甲酸二丁酯10份、对苯二胺16份、纳米二氧化钛12份、丙烯晴12份、安息香双甲醚10份、磷酸三甲酚酯16份、脂肪酸酰胺12份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份、氯化聚乙烯16份。
进一步地，上述用于3D 打印的组合物，由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺16份、松香树脂18份、聚二甲基硅氧烷14份、乙撑双硬脂酸酰胺12份、碳酸钙18份、硫酸钡14份、1,6-己二醇二丙烯酸酯12份、油酸钾皂18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮14份、邻苯二甲酸二丁酯12份、对苯二胺18份、纳米二氧化钛14份、丙烯晴14份、安息香双甲醚12份、磷酸三甲酚酯18份、脂肪酸酰胺14份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺12份、氯化聚乙烯18份。
进一步地，上述用于3D 打印的组合物，由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺18份、松香树脂20份、聚二甲基硅氧烷16份、乙撑双硬脂酸酰胺14份、碳酸钙20份、硫酸钡16份、1,6-己二醇二丙烯酸酯14份、油酸钾皂20份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮16份、邻苯二甲酸二丁酯14份、对苯二胺20份、纳米二氧化钛16份、丙烯晴16份、安息香双甲醚14份、磷酸三甲酚酯20份、脂肪酸酰胺16份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺14份、氯化聚乙烯20份。
进一步地，上述用于3D打印的聚合物材料，其制备方法，包括如下步骤：
1)将上述质量份数的物料混合后，加入双螺杆挤出机中共混均匀后挤出切粒，得备用材料；双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为160～180℃，190～210℃，220～240℃，260～280℃；主机转速为40～200rpm；
2)将所述备用材料加入到单螺杆挤出机中，挤出后用牵引机牵伸，制成用于3D打印的线材；单螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为230～235℃，250～255℃，260～265℃，250～255℃；螺杆转速为10～30rpm，牵引机的牵伸比为1.1～3.2。
该发明的有益效果在于：本发明中的用于3D打印的组合物，由三乙醇胺、松香树脂、聚二甲基硅氧烷、乙撑双硬脂酸酰胺、碳酸钙、硫酸钡、1,6-己二醇二丙烯酸酯、油酸钾皂、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二胺、纳米二氧化钛、丙烯晴、安息香双甲醚、磷酸三甲酚酯、脂肪酸酰胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、氯化聚乙烯组成，所制备的材料具有较高的拉伸强度和拉伸模量，而且保留了良好的韧性，其断裂伸长率和冲击强度等性能指标良好；不仅具有相当高的韧性，还具有较高的耐热性，使用性能好，便于根据需要使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例 1
本实施例中用于3D 打印的组合物，由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺14份、松香树脂16份、聚二甲基硅氧烷12份、乙撑双硬脂酸酰胺10份、碳酸钙16份、硫酸钡12份、1,6-己二醇二丙烯酸酯10份、油酸钾皂16份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮12份、邻苯二甲酸二丁酯10份、对苯二胺16份、纳米二氧化钛12份、丙烯晴12份、安息香双甲醚10份、磷酸三甲酚酯16份、脂肪酸酰胺12份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份、氯化聚乙烯16份。
上述用于3D打印的聚合物材料，其制备方法，包括如下步骤：
1)将上述质量份数的物料混合后，加入双螺杆挤出机中共混均匀后挤出切粒，得备用材料；双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为160℃，190℃，220℃，260℃；主机转速为40rpm；
2)将所述备用材料加入到单螺杆挤出机中，挤出后用牵引机牵伸，制成用于3D打印的线材；单螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为230℃，250℃，260℃，250℃；螺杆转速为10rpm，牵引机的牵伸比为1.1。
实施例 2
本实施例中的用于3D 打印的组合物，由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺16份、松香树脂18份、聚二甲基硅氧烷14份、乙撑双硬脂酸酰胺12份、碳酸钙18份、硫酸钡14份、1,6-己二醇二丙烯酸酯12份、油酸钾皂18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮14份、邻苯二甲酸二丁酯12份、对苯二胺18份、纳米二氧化钛14份、丙烯晴14份、安息香双甲醚12份、磷酸三甲酚酯18份、脂肪酸酰胺14份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺12份、氯化聚乙烯18份。
上述用于3D打印的聚合物材料，其制备方法，包括如下步骤：
1)将上述质量份数的物料混合后，加入双螺杆挤出机中共混均匀后挤出切粒，得备用材料；双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为170℃，200℃，230℃，270℃；主机转速为120rpm；
2)将所述备用材料加入到单螺杆挤出机中，挤出后用牵引机牵伸，制成用于3D打印的线材；单螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为232℃，252℃，262℃，252℃；螺杆转速为20rpm，牵引机的牵伸比为2.3。
实施例 3
本实施例中的用于3D 打印的组合物，由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺18份、松香树脂20份、聚二甲基硅氧烷16份、乙撑双硬脂酸酰胺14份、碳酸钙20份、硫酸钡16份、1,6-己二醇二丙烯酸酯14份、油酸钾皂20份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮16份、邻苯二甲酸二丁酯14份、对苯二胺20份、纳米二氧化钛16份、丙烯晴16份、安息香双甲醚14份、磷酸三甲酚酯20份、脂肪酸酰胺16份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺14份、氯化聚乙烯20份。
上述用于3D打印的聚合物材料，其制备方法，包括如下步骤：
1)将上述质量份数的物料混合后，加入双螺杆挤出机中共混均匀后挤出切粒，得备用材料；双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为180℃，210℃，240℃， 280℃；主机转速为200rpm；
2)将所述备用材料加入到单螺杆挤出机中，挤出后用牵引机牵伸，制成用于3D打印的线材；单螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为235℃， 255℃， 265℃， 255℃；螺杆转速为10～30rpm，牵引机的牵伸比为1.1～3.2。
对照例
本对照例用于3D打印的组合物，其原料组成为95质量份数的聚丁二酸丁二酯和5质量份数的钛白粉。
其制备步骤如下：
1)将聚丁二酸丁二酯在60℃下干燥12h；
2)将95质量份数的聚丁二酸丁二酯，5份的钛白粉预混后，用双螺杆挤出机挤出切粒后，得备用材料；双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为140～150℃，165～170℃，180～185℃，180～185℃，主机转速为40rpm。
将上述实施例1、实施例2、实施例3以及对照组材料进行性能测试对比，测试中，拉伸性能按ASTMD638测定，选用II型样条，测试时拉伸速度为50mm/min；冲击强度按ASTMD648测定；熔体粘度在160℃下，应变为1％下使用频率扫描0.01～100Hz测定。
性能测试对比结果如表1所示：
表1 性能测试对比结果
由本实施例可见，本发明产品，其拉伸强度、拉伸模量和冲击强度明显提高，3D打印制品翘曲变形显著改善，尺寸精度提高。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于3D 打印的组合物，其特征在于：由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺14～18份、松香树脂16～20份、聚二甲基硅氧烷12～16份、乙撑双硬脂酸酰胺10～14份、碳酸钙16～20份、硫酸钡12～16份、1,6-己二醇二丙烯酸酯10～14份、油酸钾皂16～20份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮12～16份、邻苯二甲酸二丁酯10～14份、对苯二胺16～20份、纳米二氧化钛12～16份、丙烯晴12～16份、安息香双甲醚10～14份、磷酸三甲酚酯16～20份、脂肪酸酰胺12～16份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10～14份、氯化聚乙烯16～20份。
2.根据权利要求2所述的用于3D 打印的组合物，其特征在于：所述用于3D 打印的组合物，由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺14份、松香树脂16份、聚二甲基硅氧烷12份、乙撑双硬脂酸酰胺10份、碳酸钙16份、硫酸钡12份、1,6-己二醇二丙烯酸酯10份、油酸钾皂16份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮12份、邻苯二甲酸二丁酯10份、对苯二胺16份、纳米二氧化钛12份、丙烯晴12份、安息香双甲醚10份、磷酸三甲酚酯16份、脂肪酸酰胺12份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺约10份、氯化聚乙烯16份。
3.根据权利要求2所述的用于3D 打印的组合物，其特征在于：所述用于3D 打印的组合物，由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺16份、松香树脂18份、聚二甲基硅氧烷14份、乙撑双硬脂酸酰胺12份、碳酸钙18份、硫酸钡14份左右、1,6-己二醇二丙烯酸酯12份、油酸钾皂18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮14份、邻苯二甲酸二丁酯12份、对苯二胺18份、纳米二氧化钛14份、丙烯晴14份、安息香双甲醚12份、磷酸三甲酚酯18份、脂肪酸酰胺14份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺12份、氯化聚乙烯18份。
4.根据权利要求2所述的用于3D 打印的组合物，其特征在于：所述用于3D 打印的组合物，由以下质量份数的物料组成：三乙醇胺18份、松香树脂20份、聚二甲基硅氧烷16份、乙撑双硬脂酸酰胺约14份、碳酸钙20份、硫酸钡16份、1,6-己二醇二丙烯酸酯14份、油酸钾皂20份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮16份、邻苯二甲酸二丁酯14份、对苯二胺20份、纳米二氧化钛16份、丙烯晴16份、安息香双甲醚14份、磷酸三甲酚酯20份、脂肪酸酰胺16份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺14份、氯化聚乙烯20份。
5.根据权利要求2所述的用于3D 打印的组合物，其特征在于：所述用于3D打印的聚合物材料，其制备方法，包括如下步骤：
1)将上述质量份数的物料混合后，加入双螺杆挤出机中共混均匀后挤出切粒，得备用材料；双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为160～180℃，190～210℃，220～240℃，260～280℃；主机转速为40～200rpm；
2)将所述备用材料加入到单螺杆挤出机中，挤出后用牵引机牵伸，制成用于3D打印的线材；单螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为230～235℃，250～255℃，260～265℃，250～255℃；螺杆转速为10～30rpm，牵引机的牵伸比为1.1～3.2。
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