CN105885373A - 一种3d打印包装粉体材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种3D打印包装粉体材料及其制备方法,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸、PETG、聚丁烯、聚苯硫醚、酚醛树脂、聚丁二酸丁二醇酯、纳米钽粉、矽丽粉、纳米氧化铈、纳米凹凸棒土、萜烯树脂、岩藻聚糖硫酸酯、四硼酸钠、吐温‑40、邻苯二甲酸二辛酯、油酸聚氧乙撑酯、聚乙烯蜡、酒石酸。由本发明制备的3D打印包装粉体材料所制备的产品,其拉伸强度在86.4‑90.4MPa之间,断裂伸长率在236‑254%之间,缺口冲击强度在358‑376 kJ/m2之间,综合力学性能良好,符合包装行业对包装材料的性能要求。
Description
技术领域
本发明属于材料领域,具体涉及一种3D打印包装粉体材料及其制备方法。
背景技术
3D打印技术,是根据所设计的3D模型,通过3D打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术。这种逐层堆积成形技术又被称作增材制造。3D打印技术具有节约材料、节省能源、制作效率高、精密程度高且可制作复杂产品等优点,综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命”的核心技术。
3D打印材料是3D打印技术的核心和主要物质基础, 3D打印材料主要包括光敏树脂、橡胶、金属、陶瓷和工程塑料等等多种。3D打印材料的形态主要为1-100um的粉末状、丝状、层片状和液体状等,其中以粉体类材料居多。随着包装的形式多样化,对包装材料的精度、形状、阻隔性等性能提出了更高的要求。目前,3D打印技术在包装材料领域的应用较少,因此开发一种3D打印包装粉体材料具有重大意义。
发明内容
本发明所要解决现有技术问题的至少一种,提供一种3D打印包装粉体材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明公开一种3D打印包装粉体材料,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸50-70份、PETG 20-36份、聚丁烯7-15份、聚苯硫醚4-13份、酚醛树脂5-12份、聚丁二酸丁二醇酯6-13份、纳米钽粉4-9份、矽丽粉3-8份、纳米氧化铈5-11份、纳米凹凸棒土4-10份、萜烯树脂6-12份、岩藻聚糖硫酸酯3-9份、四硼酸钠2-9份、吐温-40 3-9份、邻苯二甲酸二辛酯4-8份、油酸聚氧乙撑酯5-13份、聚乙烯蜡2-7份、酒石酸4-9份。
优选的,还包括色料1-4份。
进一步,优选的,所述3D打印包装粉体材料,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸58份、PETG 27份、聚丁烯11份、聚苯硫醚8份、酚醛树脂9份、聚丁二酸丁二醇酯9份、纳米钽粉5份、矽丽粉6份、纳米氧化铈8份、纳米凹凸棒土7份、萜烯树脂9份、岩藻聚糖硫酸酯5份、四硼酸钠6份、吐温-40 5份、邻苯二甲酸二辛酯6份、油酸聚氧乙撑酯11份、聚乙烯蜡5份、酒石酸7份。
进一步,优选的,所述3D打印包装粉体材料,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸62份、PETG 24份、聚丁烯9份、聚苯硫醚6份、酚醛树脂6份、聚丁二酸丁二醇酯11份、纳米钽粉6份、矽丽粉4份、纳米氧化铈9份、纳米凹凸棒土5份、萜烯树脂8份、岩藻聚糖硫酸酯4份、四硼酸钠5份、吐温-40 4份、邻苯二甲酸二辛酯7份、油酸聚氧乙撑酯9份、聚乙烯蜡3份、酒石酸5份。
上述一种3D打印包装粉体材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚右旋乳酸、PETG、聚苯硫醚、酚醛树脂置于搅拌罐中,加热至70-95℃,以1000-1600r/min的速度搅拌15-40min;
(2)升温至115-140℃,将聚丁烯、聚丁二酸丁二醇酯、纳米氧化铈、纳米凹凸棒土、纳米钽粉、矽丽粉、酒石酸、岩藻聚糖硫酸酯和四硼酸钠加入上述搅拌罐中,以500-900r/min的速度搅拌35-50min;
(3)降温至80-95℃,再将余下原料加入上述搅拌罐中,以300-600r/min的速度搅拌1-3h;
(4)自然冷却至室温,烘干后粉碎过筛即得所述的3D打印包装粉体材料。
优选的,所述步骤(1)中加热至83℃,以1450r/min的速度搅拌25min。
优选的,所述步骤(2)中升温至122℃,以700r/min的速度搅拌40min。
优选的,所述步骤(3)中降温至86℃,以350r/min的速度搅拌2h。
由于采用了以上技术方案,本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
由本发明制备的3D打印包装粉体材料所制备产品,其拉伸强度在86.4-90.4MPa之间,断裂伸长率在236-254%之间,缺口冲击强度在358-376 kJ/m2之间,综合力学性能良好,符合包装行业对包装材料的性能要求。此外,本发明可为3D打印技术在包装材料的应用提供一定的借鉴价值,具有显著重要的意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例一
本实施例一种3D打印包装粉体材料,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸50份、PETG 20份、聚丁烯7份、聚苯硫醚4份、酚醛树脂5份、聚丁二酸丁二醇酯6份、纳米钽粉4份、矽丽粉3份、纳米氧化铈5份、纳米凹凸棒土4份、萜烯树脂6份、岩藻聚糖硫酸酯3份、四硼酸钠2份、吐温-40 3份、邻苯二甲酸二辛酯4份、油酸聚氧乙撑酯5份、聚乙烯蜡2份、酒石酸4份。
优选的,还包括色料1份。
本实施例的一种3D打印包装粉体材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚右旋乳酸、PETG、聚苯硫醚、酚醛树脂置于搅拌罐中,加热至70℃,以1000r/min的速度搅拌15min;
(2)升温至115℃,将聚丁烯、聚丁二酸丁二醇酯、纳米氧化铈、纳米凹凸棒土、纳米钽粉、矽丽粉、酒石酸、岩藻聚糖硫酸酯和四硼酸钠加入上述搅拌罐中,以500r/min的速度搅拌350min;
(3)降温至80℃,再将余下原料加入上述搅拌罐中,以300r/min的速度搅拌1h;
(4)自然冷却至室温,烘干后粉碎过筛即得所述的3D打印包装粉体材料。
实施例二
本实施例一种3D打印包装粉体材料,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸70份、PETG 36份、聚丁烯15份、聚苯硫醚13份、酚醛树脂12份、聚丁二酸丁二醇酯13份、纳米钽粉9份、矽丽粉8份、纳米氧化铈11份、纳米凹凸棒土10份、萜烯树脂12份、岩藻聚糖硫酸酯9份、四硼酸钠9份、吐温-40 9份、邻苯二甲酸二辛酯8份、油酸聚氧乙撑酯13份、聚乙烯蜡7份、酒石酸9份。
优选的,还包括色料4份。
本实施例的一种3D打印包装粉体材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚右旋乳酸、PETG、聚苯硫醚、酚醛树脂置于搅拌罐中,加热至95℃,以1600r/min的速度搅拌40min;
(2)升温至140℃,将聚丁烯、聚丁二酸丁二醇酯、纳米氧化铈、纳米凹凸棒土、纳米钽粉、矽丽粉、酒石酸、岩藻聚糖硫酸酯和四硼酸钠加入上述搅拌罐中,以900r/min的速度搅拌50min;
(3)降温至95℃,再将余下原料加入上述搅拌罐中,以600r/min的速度搅拌1-3h;
(4)自然冷却至室温,烘干后粉碎过筛即得所述的3D打印包装粉体材料。
实施例三
本实施例一种3D打印包装粉体材料,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸60份、PETG 28份、聚丁烯11份、聚苯硫醚8份、酚醛树脂8份、聚丁二酸丁二醇酯10份、纳米钽粉6份、矽丽粉5份、纳米氧化铈8份、纳米凹凸棒土7份、萜烯树脂9份、岩藻聚糖硫酸酯6份、四硼酸钠5份、吐温-406份、邻苯二甲酸二辛酯6份、油酸聚氧乙撑酯9份、聚乙烯蜡4份、酒石酸6份。
优选的,还包括色料2份。
本实施例的一种3D打印包装粉体材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚右旋乳酸、PETG、聚苯硫醚、酚醛树脂置于搅拌罐中,加热至82℃,以1300r/min的速度搅拌27min;
(2)升温至127℃,将聚丁烯、聚丁二酸丁二醇酯、纳米氧化铈、纳米凹凸棒土、纳米钽粉、矽丽粉、酒石酸、岩藻聚糖硫酸酯和四硼酸钠加入上述搅拌罐中,以700r/min的速度搅拌42min;
(3)降温至87℃,再将余下原料加入上述搅拌罐中,以450r/min的速度搅拌1-3h;
(4)自然冷却至室温,烘干后粉碎过筛即得所述的3D打印包装粉体材料。
实施例四
本实施例一种3D打印包装粉体材料,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸62份、PETG 24份、聚丁烯9份、聚苯硫醚6份、酚醛树脂6份、聚丁二酸丁二醇酯11份、纳米钽粉6份、矽丽粉4份、纳米氧化铈9份、纳米凹凸棒土5份、萜烯树脂8份、岩藻聚糖硫酸酯4份、四硼酸钠5份、吐温-40 4份、邻苯二甲酸二辛酯7份、油酸聚氧乙撑酯9份、聚乙烯蜡3份、酒石酸5份。
优选的,还包括色料3份。
本实施例的一种3D打印包装粉体材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚右旋乳酸、PETG、聚苯硫醚、酚醛树脂置于搅拌罐中,加热至83℃,以1450r/min的速度搅拌25min;
(2)升温至122℃,将聚丁烯、聚丁二酸丁二醇酯、纳米氧化铈、纳米凹凸棒土、纳米钽粉、矽丽粉、酒石酸、岩藻聚糖硫酸酯和四硼酸钠加入上述搅拌罐中,以700r/min的速度搅拌40min;
(3)降温至86℃,再将余下原料加入上述搅拌罐中,以350r/min的速度搅拌2h;
(4)自然冷却至室温,烘干后粉碎过筛即得所述的3D打印包装粉体材料。
实施例五
本实施例一种3D打印包装粉体材料,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸67份、PETG 32份、聚丁烯9份、聚苯硫醚5份、酚醛树脂8份、聚丁二酸丁二醇酯7份、纳米钽粉5份、矽丽粉4份、纳米氧化铈9份、纳米凹凸棒土5份、萜烯树脂7份、岩藻聚糖硫酸酯8份、四硼酸钠4份、吐温-40 5份、邻苯二甲酸二辛酯6份、油酸聚氧乙撑酯9份、聚乙烯蜡5份、酒石酸6份。
优选的,还包括色料1-4份。
本实施例的一种3D打印包装粉体材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚右旋乳酸、PETG、聚苯硫醚、酚醛树脂置于搅拌罐中,加热至85℃,以1200r/min的速度搅拌30min;
(2)升温至126℃,将聚丁烯、聚丁二酸丁二醇酯、纳米氧化铈、纳米凹凸棒土、纳米钽粉、矽丽粉、酒石酸、岩藻聚糖硫酸酯和四硼酸钠加入上述搅拌罐中,以650r/min的速度搅拌45min;
(3)降温至80-95℃,再将余下原料加入上述搅拌罐中,以400r/min的速度搅拌1-3h;
(4)自然冷却至室温,烘干后粉碎过筛即得所述的3D打印包装粉体材料。
对比例一
本对比例与实施例二的不同之处在于:不包括聚丁烯、纳米钽粉和四硼酸钠。
对比例二
本对比例与实施例二的不同之处在于:不包括矽丽粉和聚苯硫醚。
性能测试
利用红外激光器对上述粉体材料进行烧结成型,并对成型后的产品进行各项力学性能测试,其测试结果如下表所示:
拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(%) | 缺口冲击强度(kJ/m2) | |
实施例1 | 86.4 | 247 | 358 |
实施例2 | 87.9 | 236 | 362 |
实施例3 | 87.2 | 254 | 369 |
实施例4 | 90.4 | 261 | 373 |
实施例5 | 88.7 | 252 | 366 |
对比例1 | 72.6 | 214 | 263 |
对比例2 | 70.3 | 205 | 258 |
由上表的测试结果可知,由3D打印包装粉体材料的制备的产品的拉伸强度在86.4-90.4MPa之间,断裂伸长率在236-254%之间,缺口冲击强度在358-376 kJ/m2之间,综合力学性能良好,符合包装行业对包装材料的性能要求。
Claims (8)
1. 一种3D打印包装粉体材料,其特征在于,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸50-70份、PETG 20-36份、聚丁烯7-15份、聚苯硫醚4-13份、酚醛树脂5-12份、聚丁二酸丁二醇酯6-13份、纳米钽粉4-9份、矽丽粉3-8份、纳米氧化铈5-11份、纳米凹凸棒土4-10份、萜烯树脂6-12份、岩藻聚糖硫酸酯3-9份、四硼酸钠2-9份、吐温-40 3-9份、邻苯二甲酸二辛酯4-8份、油酸聚氧乙撑酯5-13份、聚乙烯蜡2-7份、酒石酸4-9份。
2. 如权利要求1所述的一种3D打印包装粉体材料,其特征在于,还包括色料1-4份。
3. 如权利要求1所述的一种3D打印包装粉体材料,其特征在于,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸58份、PETG 27份、聚丁烯11份、聚苯硫醚8份、酚醛树脂9份、聚丁二酸丁二醇酯9份、纳米钽粉5份、矽丽粉6份、纳米氧化铈8份、纳米凹凸棒土7份、萜烯树脂9份、岩藻聚糖硫酸酯5份、四硼酸钠6份、吐温-40 5份、邻苯二甲酸二辛酯6份、油酸聚氧乙撑酯11份、聚乙烯蜡5份、酒石酸7份。
4. 如权利要求1所述的一种3D打印包装粉体材料,其特征在于,由如下重量份数的原料制备而成:聚右旋乳酸62份、PETG 24份、聚丁烯9份、聚苯硫醚6份、酚醛树脂6份、聚丁二酸丁二醇酯11份、纳米钽粉6份、矽丽粉4份、纳米氧化铈9份、纳米凹凸棒土5份、萜烯树脂8份、岩藻聚糖硫酸酯4份、四硼酸钠5份、吐温-40 4份、邻苯二甲酸二辛酯7份、油酸聚氧乙撑酯9份、聚乙烯蜡3份、酒石酸5份。
5. 如权利要求1-4任意一项所述的一种3D打印包装粉体材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将聚右旋乳酸、PETG、聚苯硫醚、酚醛树脂置于搅拌罐中,加热至70-95℃,以1000-1600r/min的速度搅拌15-40min;
(2)升温至115-140℃,将聚丁烯、聚丁二酸丁二醇酯、纳米氧化铈、纳米凹凸棒土、纳米钽粉、矽丽粉、酒石酸、岩藻聚糖硫酸酯和四硼酸钠加入上述搅拌罐中,以500-900r/min的速度搅拌35-50min;
(3)降温至80-95℃,再将余下原料加入上述搅拌罐中,以300-600r/min的速度搅拌1-3h;
(4)自然冷却至室温,烘干后粉碎过筛即得所述的3D打印包装粉体材料。
6. 如权利要求5所述的一种3D打印包装粉体材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中加热至83℃,以1450r/min的速度搅拌25min。
7. 如权利要求5所述的一种3D打印包装粉体材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中升温至122℃,以700r/min的速度搅拌40min。
8. 如权利要求5所述的一种3D打印包装粉体材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中降温至86℃,以350r/min的速度搅拌2h。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160824 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |