CN113912998A - 一种抗翘曲3d打印工程塑料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及3D打印材料技术领域,具体是涉及一种抗翘曲3D打印工程塑料,包括如下重量百分比的成分:基体树脂82~92份;单甘脂0.5~1份;软化剂2~8份;塑化剂1~3份;阻燃剂1~3份;抗氧化剂1~3份;交联剂0.5~1份。本发明采用大小分子共混,当小分子进入大分子缝隙中后,大分子的翘曲力受到了极大抑制。在兼具良好的抗翘曲性能的情况下还具有较为优异的打印流动性,不易堵塞打印喷头。

Description

一种抗翘曲3D打印工程塑料
技术领域
本发明涉及3D打印材料技术领域,具体是涉及一种抗翘曲3D打印工程塑料。
背景技术
目前市面上的3D打印抗翘曲材料都是以添加纳米无极填料,如二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、玻璃纤维等来降低工程塑料的收缩率,从而解决工程塑料3D打印翘曲问题。
如中国专利申请号CN201710222195.8所公开的一种3D打印用低翘曲PP材料及其制备方法,由如下重量份数的组分组成:PP 40-95份;增韧剂0-10份;防翘曲填料5-60份;防翘曲剂0.1-10份;相容剂0.2-5份;抗氧剂0.1-1份;润滑剂0.1-1份;抗紫外剂0-0.5份;色粉0-1份。其中,所述防翘曲填料为实心玻璃微珠、空心玻璃微珠、陶瓷微珠、粉煤灰微珠、硫酸钡中的至少一种。
又如,中国专利申请号CN201910951650.7所公开的一种用于3D打印的遮光抗翘曲聚酯材料的制备方法,一种用于3D打印的遮光抗翘曲聚酯材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将基体树脂放置于干燥箱中在80-110℃干燥3-5h;
(2)将干燥后的基体树脂投入高速混合机中搅拌混合,在室温下低速混合1-2min;
(3)加入扩散油和偶联剂,在室温下高速混合5-8min;
(4)加入增韧剂、无机填料、遮光剂、抗氧剂、润滑剂、抗UV剂,在室温下混合5-10min,使其充分混匀;
(5)将步骤(4)混合好的物料加入双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机各区的加工温度为170- 190℃、220-245℃、220-245℃、220-245℃、220-240℃、220-240℃、220-240℃、220-240℃、220- 240℃、220-240℃、220-240℃、230-250℃、螺杆转速为450~550rpm,喂料速度为12~18rpm,挤出造粒得到粒子;
(6)将粒子投入气流烘干机内,在70℃烘干4h;
(7)将烘干后的粒子置于单螺杆挤出机中挤出,单螺杆挤出机各区的加工温度为一区210- 215℃、二区220-225℃、三区220-225℃、四区220-225℃、机头215-220℃,挤出熔体通过圆形模口后通过风冷冷却,后经热水冷却后风干,热水温度为60-65℃,挤出熔体冷却后在牵引机的牵引作用下制备成直径为1.75mm的线材并进行收卷,得到用于3D打印的遮光抗翘曲聚酯材料。
所述无机填料为纳米填料,具体为表面改性的蒙脱土,蒙脱土表面改性所用的表面改进助剂为十四烷基三丁基季鏻盐、十六烷基三甲基季铵盐、十六烷基三苯基季鏻盐中的一种或几种。
以上所公开的现有技术中,都采用了无机填料来防止工程塑料在打印过程中的翘曲现象,然而,因为3D打印的喷头只有0.4mm,无机填料很容易沉积堵头,而且无机填料一定程度上降低了收缩率。但是依然无法彻底解决打印材料翘曲问题,只是对于翘曲程度的降低,即改善。
由于工程塑料3D打印会翘曲是一个世界性难题,所以大家不得不选择又贵又脆又不耐温的生物塑料PLA来打印,以解决工程师塑料3D打印过程中的翘曲问题。然后,采用昂贵的PLA 材料进行打印,导致高精度、大尺寸3D打印产品的成本居高不下。3D打印材料的限制导致3D 打印技术一直无法真正在产品的大规模生产中普及。
发明内容
基于上述问题,本申请提出一种抗翘曲3D打印工程塑料,通过大小分子共混的办法,抑制了大分子塑料的打印翘曲,解决了工程塑料打印翘曲的难题。
为解决现有技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种抗翘曲3D打印工程塑料,包括如下重量百分比的成分:
基体树脂82~92份;
单甘脂0.5~1份;
软化剂2~8份;
塑化剂1~3份;
阻燃剂1~3份;
抗氧化剂1~3份;
交联剂0.5~1份。
优选地,所述基体树脂为聚酯类基体树脂,具体为PETG或者PCTG。
优选地,所述基体树脂为共聚酯PETG。
优选地,所述单甘脂由一分子甘油和一分子脂肪酸酯化合成。
优选地,所述软化剂为小分子的酞酸酯。
优选地,所述塑化剂为DBP、DOP、ATBC中的一种。
优选地,所述抗氧化剂为1010氧化剂。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是:
本发明采用大小分子共混,当小分子进入大分子缝隙中后,大分子的翘曲力受到了极大抑制。在兼具良好的抗翘曲性能的情况下还具有较为优异的打印流动性,不易堵塞打印喷头。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能,下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
一种抗翘曲3D打印工程塑料,包括如下重量百分比的成分:
基体树脂82~92份;
单甘脂0.5~1份;
软化剂2~8份;
塑化剂1~3份;
阻燃剂1~3份;
抗氧化剂1~3份;
交联剂0.5~1份。
所述基体树脂为聚酯类基体树脂,具体为PETG或者PCTG。所
本实施例中,基体树脂为共聚酯PETG。所述单甘脂由一分子甘油和一分子脂肪酸酯化合成。所述软化剂为小分子的酞酸酯。所述塑化剂为DBP、DOP、ATBC中的一种。所述抗氧化剂为1010氧化剂。
普通的PETG收缩率为0.6%-0.9%,重均分子量>50000,分子量分布≤2.5,熔融指数为5 g/10min-50±3g/10min(220C/2.16Kg),密度为1.23g/cm3-1.26g/cm3,粘度为0.8-0.99dL/g。以上
通过上述配方改性后的低翘曲PETG收缩率为0.2%-0.3%,重均分子量≥50000,分子量分布≤2.5,熔融指数为10g/10min-50±3g/10min.220℃/2.16Kg,密度为1.18g/cm3-1.21g/cm3粘度为0.50-0.80dL/g。
本发明所公开的材料拥有比生物塑料PLA更优秀的抗翘曲能力,更远胜于无机填料的工程 3D打印塑料,成本也远低于生物塑料PLA,耐温热变形温度也比PLA生物塑料更高10-15度,有利于3D打印技术的推广,以及大幅度降低打印成本。
本发明采用大小分子共混,其中大分子为共聚酯PETG,小分子主要是柔化剂,当小分子进入大分子缝隙中后,大分子的翘曲力受到了极大抑制。在兼具良好的抗翘曲性能的情况下还具有较为优异的打印流动性,不易堵塞打印喷头。
实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.抗翘曲3D打印工程塑料,其特征在于,包括如下重量百分比的成分:
基体树脂82~92份;
单甘脂0.5~1份;
软化剂2~8份;
塑化剂1~3份;
阻燃剂1~3份;
抗氧化剂1~3份;
交联剂0.5~1份。
2.根据权利要求1所述的一种抗翘曲3D打印工程塑料,其特征在于,所述基体树脂为聚酯类基体树脂,具体为PETG或者PCTG。
3.根据权利要求2所述的一种抗翘曲3D打印工程塑料,其特征在于,所述基体树脂为共聚酯PETG。
4.根据权利要求1所述的一种抗翘曲3D打印工程塑料,其特征在于,所述单甘脂由一分子甘油和一分子脂肪酸酯化合成。
5.根据权利要求1所述的一种抗翘曲3D打印工程塑料,其特征在于,所述软化剂为小分子的酞酸酯。
6.根据权利要求1所述的一种抗翘曲3D打印工程塑料,其特征在于,所述塑化剂为DBP、DOP、ATBC中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种抗翘曲3D打印工程塑料,其特征在于,所述抗氧化剂为1010氧化剂。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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