CN107383830A - 一种3d打印pc/petg专用料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印PC/PETG专用料及其制备方法由如下重量份数的组分组成：PC 20‑80份，PETG 20‑80份，增韧剂1‑15份，增容剂0.1‑1份，抗氧剂0.1‑1份，润滑剂0.1‑2份，抗紫外剂0‑0.5份，色粉0‑1份。本发明的3D打印PC/PETG专用料，解决了PC打印料打印时层间开裂的问题，同时提高了PC的耐化学性能和耐环境开裂性能，同时具有较高的透明度、强度和耐热性能。

Description

一种3D打印PC/PETG专用料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种3D打印材料，尤其涉及一种3D打印PC/PETG专用料及其制备方法。
背景技术
3D打印(增材制造)技术是第三次工业革命最具代表性的技术之一，将推动整个社会的产业变革。目前，熔融沉积成型(FDM)3D打印技术是最普及的3D打印技术，但3D打印材料的开发限制了相关产业的发展。市场上流行的FDM 3D打印材料以聚乳酸(PLA)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)为主，但PLA力学性能和热性能存在不足，ABS气味大、环保性能欠佳。相比而言，聚碳酸酯(PC)具有强度高、韧性好、耐热性能佳的特点，有更潜在的应用空间，但是玻璃化转化温度较高，在打印时粘结力差，容易出现层与层之间开裂的情况，从而影响产品的外观和性能。另外，PC的耐溶剂性能差，对缺口敏感，易环境应力开裂，影响了其在高端领域的应用。聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)具有优异的光学特性、耐化学品性能和耐环境应力开裂性能，打印时不会出现层间开裂，与PC制成合金后可改善PC存在的缺点，同时又能提高其机械性能和耐热性能，因此3D打印PC/PETG专用料具有巨大的应用前景。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种3D打印PC/PETG专用料及其制备方法，该材料具有打印时无层间开裂、耐化学性能佳、耐热性能佳、强度高、透明度好等特点。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种3D打印PC/PETG专用料，由如下重量份数的组分组成：
在上述的3D打印PC/PETG专用料中，作为优选的，所述PC的重均分子量≥80000，分子量分布≤2.5；所述PETG的重均分子量≥80000，分子量分布≤2.2。
在上述的3D打印PC/PETG专用料中，作为优选的，所述增韧剂为甲基炳烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS，核壳结构)、甲基炳烯酸甲脂-丙烯酸丁酯共聚物(ACR)、硅橡胶、乙烯-丙烯酸甲酯/丁酯共聚物(EMA)、苯乙烯-丁二烯-乙烯嵌段共聚物(SEBS)中的至少一种。
在上述的3D打印PC/PETG专用料中，作为优选的，所述增容剂为磷酸类低分子、聚酯类高分子、羧酸型高分子、酸酐类高分子、环氧类高分子中的至少一种。增容剂起着改善界面状况和不合理的两相结构形态的作用，其增容带来的优势为：①降低界面张力，促进分散度提高；②提高相形态的稳定性；③改善组分间的界面粘结；④提高共混物的力学性能。
在上述的3D打印PC/PETG专用料中，作为优选的，所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类、硫酸酯类中的至少一种。抗氧剂用于提高材料的耐热性能。
在上述的3D打印PC/PETG专用料中，作为优选的，所述润滑剂为蜡类、硅酮类、酰胺类、硬脂酸类、醇酯类、聚乙烯中的至少一种。润滑剂改善材料的内外润滑性能。
在上述的3D打印PC/PETG专用料中，作为优选的，所述抗紫外剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、受阻胺类中的至少一种。抗紫外剂能提高材料的耐候性和耐久性。
上述3D打印PC/PETG专用料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按组分配比称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
步骤2：将PC/PETG粒料通过3D打印材料挤出机挤出，经一段恒温冷却、二段恒温冷却、常温冷却、风干、拉条、绕卷，制成3D打印PC/PETG专用料；
在步骤2中，3D打印材料挤出机的加工温度为210℃-250℃，一段恒温冷却温度为20℃-70℃，二段恒温冷却为20℃-50℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的3D打印PC/PETG专用料，解决了PC打印料打印时层间开裂的问题，同时提高了PC的耐化学性能和耐环境开裂性能，同时具有较高的透明度、强度和耐热性能。
具体实施方式
下文中的重量份可以表示本领域常规的单位计量，如千克、克等，也可以表示的是各组分之间的比例，如质量或重量比等。
以下结合具体优选实施例对上述3D打印PC/PETG专用料及其制备方法进行详细阐述。下述各实施例中3D打印PC/PETG专用料及其制备方法所含的组分均在上文所述3D打印PC/PETG专用料及其制备方法的种类和含量范围内选用。
实施例1：
步骤1：按配比称取各组分原料，将PC(重均分子量≥80000，分子量分布≤2.5)80Kg、PETG(重均分子量≥85000，分子量分布≤2.0)20Kg、增韧剂MBS 1Kg、增容剂马来酸酐接枝EVA 0.1Kg、抗氧剂1098 0.05Kg、抗氧剂168 0.05Kg、润滑剂硅酮0.1Kg机械混合均匀；
步骤2：将PC/PETG粒料通过3D打印材料挤出机挤出，加工温度为250℃，经20℃一段恒温冷却、20℃二段恒温冷却、常温冷却、风干、拉条、绕卷，制成3D打印PC/PETG专用料及其制备方法。
实施例2：
步骤1：按配比称取各组分原料，将PC(重均分子量≥100000，分子量分布≤2.2)20Kg、PETG(重均分子量≥80000，分子量分布≤2.2)80Kg、增韧剂EMA 15Kg、增容剂脂肪族聚酯1Kg、抗氧剂1010 0.5Kg、抗氧剂168 0.5Kg、润滑剂蒙旦蜡2Kg、水杨酸酯类抗紫外剂0.5Kg、钛白粉1Kg机械混合均匀；
步骤2：将PC/PETG粒料通过3D打印材料挤出机挤出，加工温度为210℃，经70℃一段恒温冷却、50℃二段恒温冷却、常温冷却、风干、拉条、绕卷，制成3D打印PC/PETG专用料及其制备方法。
实施例3：
步骤1：按配比称取各组分原料，将PC(重均分子量≥100000，分子量分布≤2.2)70Kg、PETG(重均分子量≥85000，分子量分布≤2.0)30Kg、增韧剂ACR 3Kg、增容剂亚磷酸0.1Kg、抗氧剂1076 0.1Kg、抗氧剂627 0.2Kg、苯酮类抗紫外剂0.1Kg、润滑剂317 0.1Kg机械混合均匀；
步骤2：将PC/PETG粒料通过3D打印材料挤出机挤出，加工温度为240℃，经65℃一段恒温冷却、55℃二段恒温冷却、常温冷却、风干、拉条、绕卷，制成3D打印PC/PETG专用料及其制备方法。
实施例4：
步骤1：按配比称取各组分原料，将PC(重均分子量≥100000，分子量分布≤2.2)30Kg、PETG(重均分子量≥85000，分子量分布≤2.0)70Kg、增韧剂硅橡胶5Kg、增容剂马来酸酐接枝聚乙烯0.5Kg、抗氧剂1076 0.1Kg、抗氧剂627 0.2Kg、苯并三唑类抗紫外剂0.1Kg、润滑剂317 0.1Kg机械混合均匀；
步骤2：将PC/PETG粒料通过3D打印材料挤出机挤出，加工温度为220℃，经60℃一段恒温冷却、50℃二段恒温冷却、常温冷却、风干、拉条、绕卷，制成3D打印PC/PETG专用料及其制备方法。
实施例5：
步骤1：按配比称取各组分原料，将PC(重均分子量≥100000，分子量分布≤2.2)50Kg、PETG(重均分子量≥85000，分子量分布≤2.0)50Kg、增韧剂SEBS 4Kg、增容剂聚己内酯PCL 0.5Kg、抗氧剂1076 0.1Kg、抗氧剂627 0.2Kg、润滑剂LLDPE 1.5Kg、润滑剂3170.2Kg机械混合均匀；
步骤2：将PC/PETG粒料通过3D打印材料挤出机挤出，加工温度为220℃，经60℃一段恒温冷却、50℃二段恒温冷却、常温冷却、风干、拉条、绕卷，制成3D打印PC/PETG专用料及其制备方法。
对比例1：
实施例3中，去除PETG。
对比例2：
实施例3中，去除PC。
对比例3：
在实施例3中，选用重均分子量≤80000、分子量分布>2.5的PC和重均分子量≤80000，分子量分布>2.2的PETG。
对比例4：
在实施例3中，去除增容剂。
相关性能测试：
将上述实施例1-5和对比例1-4提供的加工特点和产品性能如表1所示。
表1实施例和对比例对比

Claims (8)

1.一种3D打印PC/PETG专用料，其特征在于，由如下重量份数的组分组成：
PC 20-80 份；
PETG 20-80 份；
增韧剂 1-15 份；
增容剂 0.1-1 份；
抗氧剂 0.1-1 份；
润滑剂 0.1-2 份；
抗紫外剂 0-0.5 份；
色粉 0-1 份。
2.如权利要求1所述的3D打印PC/PETG专用料，其特征在于，所述PC的重均分子量≥80000，分子量分布≤2.5；所述PETG的重均分子量≥80000，分子量分布≤2.2。
3.如权利要求1所述的3D打印PC/PETG专用料，其特征在于，所述增韧剂为甲基炳烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、甲基炳烯酸甲脂-丙烯酸丁酯共聚物、硅橡胶、乙烯-丙烯酸甲酯/丁酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
4.如权利要求1所述的3D打印PC/PETG专用料，其特征在于，所述增容剂为磷酸类低分子、聚酯类高分子、羧酸型高分子、酸酐类高分子、环氧类高分子中的至少一种。
5.如权利要求1所述的3D打印PC/PETG专用料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类、硫酸酯类中的至少一种。
6.如权利要求1所述的3D打印PC/PETG专用料，其特征在于，所述润滑剂为蜡类、硅酮类、酰胺类、硬脂酸类、醇酯类、聚乙烯中的至少一种。
7.如权利要求1所述的3D打印PC/PETG专用料，其特征在于，所述抗紫外剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、受阻胺类中的至少一种。
8.权利要求1所述3D打印PC/PETG专用料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：按组分配比称取各组分原料，将各组分机械混合均匀；
步骤2：将PC/PETG粒料通过3D打印材料挤出机挤出，经一段恒温冷却、二段恒温冷却、常温冷却、风干、拉条、绕卷，制成3D打印PC/PETG专用料；
在步骤2中，3D打印材料挤出机的加工温度为210℃-250℃，一段恒温冷却温度为20℃-70℃，二段恒温冷却为20℃-50℃。
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Application publication date: 20171124