CN107987458A - 一种适用于3d打印的塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于3D打印的塑料及其制备方法,包括以下重量份的原料:ABS 45‑63份、交联剂0.8‑1.5份、热稳定剂0.8‑3份、竹粉6‑10份、抗氧剂0.05‑0.2份、膨润土12‑15份、沸石粉4‑8份、氢化双酚A环氧树脂7.5‑13份、天然橡胶废弃物19‑27份、羟乙基甲基丙烯酸酯5‑8份、硅酸钾1.3‑1.8份、硫酸钠1.5‑2.6份、氧化石墨烯8‑14份、纳米二氧化钛1.5‑2.8份、炭黑3‑5份、甲基二乙醇胺2‑4份和井冈霉素2.2‑3.6份。本发明在各种原料的相互作用下,制备的成品具有良好的拉伸强度、断裂伸长率和高冲击性能,成品的热变形温度高,材料的稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种特种塑料,具体是一种适用于3D打印的塑料。
背景技术
随着工业的不断发展,塑料得到越来越广泛的应用。聚乙烯、聚丙烯、PTT聚酯、ABS等等大量使用在节水灌溉、建筑、室内装潢、家具、电力、运输等行业。如今,塑料制品已经在越来越多的领域里被应用,塑料是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物,俗称塑料或树脂,可以自由改变成分及形体样式,最后能保持形状不变的材料,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。随着技术的进步,对塑料改性一直没有停止过研究。
近年来3D打印技术快速发展,3D打印技术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打印技术已经在人们的许多领域广泛应用,3D打印的原材料是基础,3D打印塑料也是其中的一种原材料,但是现有的3D打印塑料虽然可以打印成型,但是其机械性能还达不到人们的预期,这就为人们的使用带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于3D打印的塑料,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种适用于3D打印的塑料,包括以下重量份的原料:ABS 45-63份、交联剂0.8-1.5份、热稳定剂0.8-3份、竹粉6-10份、抗氧剂0.05-0.2份、膨润土12-15份、沸石粉4-8份、氢化双酚A环氧树脂7.5-13份、天然橡胶废弃物19-27份、羟乙基甲基丙烯酸酯5-8份、硅酸钾1.3-1.8份、硫酸钠1.5-2.6份、氧化石墨烯8-14份、纳米二氧化钛1.5-2.8份、炭黑3-5份、甲基二乙醇胺2-4份和井冈霉素2.2-3.6份。
作为本发明进一步的方案:抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂BHT和抗氧剂168中的至少一种。
作为本发明进一步的方案:膨润土和沸石粉的粒度均为0.62-1.87mm,硅酸钾的粒度为29-120um,硫酸钠的粒度为65-238um。
所述适用于3D打印的塑料的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,将甲基二乙醇胺中加入其重量倍4-8倍的乙醇并且用超声波分散45-70分钟,得到甲基二乙醇胺醇溶液;
步骤二,将氧化石墨烯球磨至20-40目,得到氧化石墨烯颗粒,分别将ABS、氢化双酚A环氧树脂和天然橡胶废弃物加热至熔融状态,得到熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物,备用;
步骤三,将甲基二乙醇胺醇溶液、竹粉、膨润土、羟乙基甲基丙烯酸酯、硅酸钾、硫酸钠、氧化石墨烯颗粒、纳米二氧化钛、炭黑、甲基二乙醇胺、沸石粉、熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物加入低速混合机中混合4-6分钟,得到第一混合物;
步骤四,将第一混合物、交联剂、热稳定剂、抗氧剂和井冈霉素在高速混合机中混合均匀,得到第二混合物;
步骤五,将第二混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉伸成条、水冷却、切粒,得到成品。
作为本发明进一步的方案:双螺杆挤出机的挤出温度为175-210摄氏度,高速混合机的混合速度为3000-3500rpm,低速混合机的混合速度为60-150rpm。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明原料来源广泛,制备工艺简单,适用于大规模的工业化生产;本发明在各种原料的相互作用下,制备的成品具有良好的拉伸强度、断裂伸长率和高冲击性能,成品的热变形温度高,材料的稳定性好,满足人们的使用需求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种适用于3D打印的塑料,包括以下重量份的原料:ABS 45份、交联剂0.8份、热稳定剂0.8份、竹粉6份、抗氧剂0.05份、膨润土12份、沸石粉4份、氢化双酚A环氧树脂7.5份、天然橡胶废弃物19份、羟乙基甲基丙烯酸酯5份、硅酸钾1.3份、硫酸钠1.5份、氧化石墨烯8份、纳米二氧化钛1.5份、炭黑3份、甲基二乙醇胺2份和井冈霉素2.2份。抗氧剂采用抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。
所述适用于3D打印的塑料的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,将甲基二乙醇胺中加入其重量倍6倍的乙醇并且用超声波分散55分钟,得到甲基二乙醇胺醇溶液;
步骤二,将氧化石墨烯球磨至20目,得到氧化石墨烯颗粒,分别将ABS、氢化双酚A环氧树脂和天然橡胶废弃物加热至熔融状态,得到熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物,备用;
步骤三,将甲基二乙醇胺醇溶液、竹粉、膨润土、羟乙基甲基丙烯酸酯、硅酸钾、硫酸钠、氧化石墨烯颗粒、纳米二氧化钛、炭黑、甲基二乙醇胺、沸石粉、熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物加入低速混合机中混合6分钟,得到第一混合物;
步骤四,将第一混合物、交联剂、热稳定剂、抗氧剂和井冈霉素在高速混合机中混合均匀,得到第二混合物;
步骤五,将第二混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉伸成条、水冷却、切粒,得到成品。
实施例2
一种适用于3D打印的塑料,包括以下重量份的原料:ABS 52份、交联剂1.1份、热稳定剂1.6份、竹粉7.5份、抗氧剂0.12份、膨润土13.4份、沸石粉5.6份、氢化双酚A环氧树脂9份、天然橡胶废弃物22份、羟乙基甲基丙烯酸酯6.4份、硅酸钾1.5份、硫酸钠1.9份、氧化石墨烯10份、纳米二氧化钛2份、炭黑3.7份、甲基二乙醇胺2.5份和井冈霉素2.8份。膨润土和沸石粉的粒度均为0.96mm,硅酸钾的粒度为66um,硫酸钠的粒度为127um。
所述适用于3D打印的塑料的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,将甲基二乙醇胺中加入其重量倍6倍的乙醇并且用超声波分散65分钟,得到甲基二乙醇胺醇溶液;
步骤二,将氧化石墨烯球磨至40目,得到氧化石墨烯颗粒,分别将ABS、氢化双酚A环氧树脂和天然橡胶废弃物加热至熔融状态,得到熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物,备用;
步骤三,将甲基二乙醇胺醇溶液、竹粉、膨润土、羟乙基甲基丙烯酸酯、硅酸钾、硫酸钠、氧化石墨烯颗粒、纳米二氧化钛、炭黑、甲基二乙醇胺、沸石粉、熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物加入低速混合机中混合4分钟,得到第一混合物;
步骤四,将第一混合物、交联剂、热稳定剂、抗氧剂和井冈霉素在高速混合机中混合均匀,得到第二混合物;
步骤五,将第二混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉伸成条、水冷却、切粒,得到成品。
实施例3
一种适用于3D打印的塑料,包括以下重量份的原料:ABS 57份、交联剂1.3份、热稳定剂2.4份、竹粉9份、抗氧剂0.16份、膨润土14份、沸石粉7份、氢化双酚A环氧树脂11.8份、天然橡胶废弃物25份、羟乙基甲基丙烯酸酯7.3份、硅酸钾1.6份、硫酸钠2.2份、氧化石墨烯12.7份、纳米二氧化钛2.5份、炭黑4.4份、甲基二乙醇胺3.6份和井冈霉素3.3份。抗氧剂采用抗氧剂1010。
所述适用于3D打印的塑料的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,将甲基二乙醇胺中加入其重量倍5倍的乙醇并且用超声波分散58分钟,得到甲基二乙醇胺醇溶液;
步骤二,将氧化石墨烯球磨至40目,得到氧化石墨烯颗粒,分别将ABS、氢化双酚A环氧树脂和天然橡胶废弃物加热至熔融状态,得到熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物,备用;
步骤三,将甲基二乙醇胺醇溶液、竹粉、膨润土、羟乙基甲基丙烯酸酯、硅酸钾、硫酸钠、氧化石墨烯颗粒、纳米二氧化钛、炭黑、甲基二乙醇胺、沸石粉、熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物加入转速为90rpm的低速混合机中混合6分钟,得到第一混合物;
步骤四,将第一混合物、交联剂、热稳定剂、抗氧剂和井冈霉素在转速为3200rpm的高速混合机中混合均匀,得到第二混合物;
步骤五,将第二混合物加入186摄氏度的双螺杆挤出机中熔融共混后拉伸成条、水冷却、切粒,得到成品。
实施例4
一种适用于3D打印的塑料,包括以下重量份的原料:ABS 63份、交联剂1.5份、热稳定剂3份、竹粉10份、抗氧剂0.2份、膨润土15份、沸石粉8份、氢化双酚A环氧树脂13份、天然橡胶废弃物27份、羟乙基甲基丙烯酸酯8份、硅酸钾1.8份、硫酸钠2.6份、氧化石墨烯14份、纳米二氧化钛2.8份、炭黑5份、甲基二乙醇胺4份和井冈霉素3.6份。抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂BHT和抗氧剂168的混合物。膨润土和沸石粉的粒度均为1.42mm,硅酸钾的粒度为88um,硫酸钠的粒度为186um。
所述适用于3D打印的塑料的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,将甲基二乙醇胺中加入其重量倍8倍的乙醇并且用超声波分散60分钟,得到甲基二乙醇胺醇溶液;
步骤二,将氧化石墨烯球磨至40目,得到氧化石墨烯颗粒,分别将ABS、氢化双酚A环氧树脂和天然橡胶废弃物加热至熔融状态,得到熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物,备用;
步骤三,将甲基二乙醇胺醇溶液、竹粉、膨润土、羟乙基甲基丙烯酸酯、硅酸钾、硫酸钠、氧化石墨烯颗粒、纳米二氧化钛、炭黑、甲基二乙醇胺、沸石粉、熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物加入转速为120rpm的低速混合机中混合6分钟,得到第一混合物;
步骤四,将第一混合物、交联剂、热稳定剂、抗氧剂和井冈霉素在转速为3300rpm的高速混合机中混合均匀,得到第二混合物;
步骤五,将第二混合物加入温度为205摄氏度的双螺杆挤出机中熔融共混后拉伸成条、水冷却、切粒,得到成品。
对比例1
除不含有井冈霉素,其余组分和制备方法均与实施例2相同。
将实施例1-4的产品、对比例1的产品和现有产品进行性能测试,测试结果见表1。
表1
拉伸强度/MPa | 断裂伸长率/% | 冲击强度/J/m-2 | 热变形温度/摄氏度 | |
实施例1 | 63.2 | 86.3 | 178.3 | 196 |
实施例2 | 65.7 | 78.6 | 182.4 | 187 |
实施例3 | 58.3 | 90.4 | 165.8 | 214 |
实施例4 | 61.4 | 80.3 | 173.1 | 193 |
对比例1 | 48.2 | 62.1 | 125.6 | 156 |
现有产品 | 37.1 | 49.3 | 89.7 | 125 |
从表1中可以看出实施例1-4的产品在材料性能上优于对比例1的产品和现有产品,对比例1的产品在材料性能上优于现有产品,这充分证明本发明的产品可以满足人们的使用需求。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种适用于3D打印的塑料,其特征在于,包括以下重量份的原料:ABS 45-63份、交联剂0.8-1.5份、热稳定剂0.8-3份、竹粉6-10份、抗氧剂0.05-0.2份、膨润土12-15份、沸石粉4-8份、氢化双酚A环氧树脂7.5-13份、天然橡胶废弃物19-27份、羟乙基甲基丙烯酸酯5-8份、硅酸钾1.3-1.8份、硫酸钠1.5-2.6份、氧化石墨烯8-14份、纳米二氧化钛1.5-2.8份、炭黑3-5份、甲基二乙醇胺2-4份和井冈霉素2.2-3.6份。
2.根据权利要求1所述的适用于3D打印的塑料,其特征在于,所述抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂BHT和抗氧剂168中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的适用于3D打印的塑料,其特征在于,所述膨润土和沸石粉的粒度均为0.62-1.87mm,硅酸钾的粒度为29-120um,硫酸钠的粒度为65-238um。
4.一种如权利要求1-3任一所述的适用于3D打印的塑料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤一,将甲基二乙醇胺中加入其重量倍4-8倍的乙醇并且用超声波分散45-70分钟,得到甲基二乙醇胺醇溶液;
步骤二,将氧化石墨烯球磨至20-40目,得到氧化石墨烯颗粒,分别将ABS、氢化双酚A环氧树脂和天然橡胶废弃物加热至熔融状态,得到熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物,备用;
步骤三,将甲基二乙醇胺醇溶液、竹粉、膨润土、羟乙基甲基丙烯酸酯、硅酸钾、硫酸钠、氧化石墨烯颗粒、纳米二氧化钛、炭黑、甲基二乙醇胺、沸石粉、熔融的ABS、熔融的氢化双酚A环氧树脂和熔融的天然橡胶废弃物加入低速混合机中混合4-6分钟,得到第一混合物;
步骤四,将第一混合物、交联剂、热稳定剂、抗氧剂和井冈霉素在高速混合机中混合均匀,得到第二混合物;
步骤五,将第二混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉伸成条、水冷却、切粒,得到成品。
5.根据权利要求4所述的适用于3D打印的塑料的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机的挤出温度为175-210摄氏度,高速混合机的混合速度为3000-3500rpm,低速混合机的混合速度为60-150rpm。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180504 |
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