CN116376252B - 一种3d打印用高介电聚乳酸复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印用高介电聚乳酸复合材料及其制备方法,包括将聚乳酸进行干燥,得到干燥聚乳酸;将干燥聚乳酸、增韧剂、改性填料、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂混合,得到预混原料;将预混原料加入双螺杆挤出机中挤出、造粒,得改性粒料;将改性粒料烘干,然后加入单螺杆挤出机中挤出塑料熔体,将塑料熔体经冷却、风干、线径测量、牵引、收卷后得到线材,即3D打印用高介电聚乳酸复合材料。本发明采用高速分散、混合、挤出的技术工艺,使改性填料和助剂能在聚乳酸体系中更好的分散开来形成均一的结构,改性后的聚乳酸材料打印成型时产品内部应力分布均匀、冷却收缩率相同,具有优异的成型稳定性,并且韧性和拉伸强度更加优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料及其制备方法,具体涉及一种3D打印用高介电聚乳酸复合材料及其制备方法,属于3D打印新材料开发领域。
背景技术
3D打印(3D printing)技术又称三维打印技术,是一种以数字模型文件为基础,运用可粘合材料通过逐层打印的方式来构造物体的技术。它无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本。目前市场上的快速成型技术分为3DP技术、SLA(全称Service-LevelAgreement)立体光固化技术、SLS(全称Selective Laser Sintering)选择性激光烧结技术、DMLS(全称Direct Metal Laser-Sintering)直接金属激光烧结技术及FDM(全称FusedDeposition Modeling)熔融层积成型技术等。其中,FDM被广泛应用于高分子材料上,即将热熔性高分子材料加热融化,同时三维喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息,将材料选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后,机器工作台下降一个高度(即分层厚度)继续成型,直至形成整个实体造型。FDM成型材料种类多,成型件精度较高,且价格便宜。
具有高介电常数(εr)、高放电能量密度(Ud)、耐高温、低介电损耗(tanδ)的新型介电材料非常适用于混合动力汽车、风力发电、微电子用栅介质和薄膜电容器等电子和电气领域。随着电子信息技术的发展,电子器件越来越趋于多样化和复杂化,可3D打印的高介电复合材料的制备越来越受到关注。文献(Composites Science and Technology,2022,18,109601)报道了一种通过SLA技术光固化3D打印的高介电常数CNCs-MAA/树脂复合材料,并且可适用制备形状复杂的产品。然而,SLA技术需要设计支撑结构,支撑结构需要未完全固化时去除,容易破坏成型件,同时需要对液体进行操作的精密设备,用于成型的材料价格贵,成型后强度、刚度、耐热性都有限,不利于长时间保存。目前适用于FDM技术的高介电材料较少,因此亟需开发出性能达标的新型高分子及其复合材料。
目前最常见的FDM打印材料是聚乳酸(PLA))、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、尼龙(PA)和弹性体(TPU/TPE),其中PLA由于具有生物可降解、打印稳定、无异味、打印制品表面光滑等优势被广泛关注。但PLA自身也存在一些缺陷,如自身强度不高、阻透性差、耐热性差、缺乏柔性和弹性、介电常数低等,从而影响了其加工性能和应用,因此必须对PLA进行改性才能被应用于3D打印电子材料领域。中国专利公开号CN103146164A公开了一种用于快速成型纳米材料增韧的聚乳酸材料及其制备方法,CN106147167A公开了一种碳纤维增强聚乳酸3D打印线材及其制备方法。上述方法制得的3D打印材料具有优异的机械性能,但介电常数较低,不满足电子器件的要求。为此,开发一种操作简单,成本低廉,易于工业化生产的高介电聚乳酸3D打印材料,具有很大的应用前景。
发明内容
本发明需要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷,提供一种3D打印用高介电聚乳酸复合材料及其制备方法,该复合材料不仅具有较高的介电常数,而且具有优异的机械性能。该制备方法步骤简单高效,具有极佳的推广空间和市场价值。
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种3D打印用高介电聚乳酸复合材料,包含如下重量份的组分:聚乳酸80.5~98.1份,增韧剂1.5-9.5份,改性填料2-6份,抗氧剂0.1-0.6份,光稳定剂0.1-0.6份,润滑剂0.2-0.8份。
优选的是,所述增韧剂为含有酸酐或环氧基团的弹性体增韧剂,所述改性填料为颗粒或片状铁硅铝合金材料;所述片状铁硅铝合金材料的粒径为10~150μm。
优选的是,所述聚乳酸为中等熔体流动速率的聚乳酸,或者由质量比为2:1~4:1的中熔体流动速率的聚乳酸与高熔体流动速率的聚乳酸组成;在温度为210℃、负荷为2.16kg的测试条件下,所述中等熔体流动速率的聚乳酸的熔体质量流动速率为10-15g/10min,所述高熔体流动速率的聚乳酸的熔体质量流动速率为50-80g/10min。
优选的是,所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐接枝POE、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝ABS中的至少一种;所述光稳定剂为二苯甲酮类光稳定剂、苯并三唑类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂中的至少一种。
优选的是,所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂中的至少一种。
优选的是,所述亚磷酸酯类抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯,所述受阻酚类抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯中的一种。
优选的是,所述光稳定剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、聚-4-(2-丙烯酰乙氧基)-2-羟基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]-S-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]六甲基烯[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]中的至少一种。
优选的是,所述润滑剂为单硬脂酸单甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸钙中的至少一种。
本发明还提供一种如上所述的3D打印用高介电聚乳酸复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将聚乳酸进行干燥,得到干燥聚乳酸;
步骤二、将干燥聚乳酸、增韧剂、改性填料、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂混合,得到预混原料;
步骤三、将预混原料加入双螺杆挤出机中挤出、造粒,得改性粒料;
步骤四、将改性粒料烘干,然后将烘干的改性粒料加入单螺杆挤出机中挤出塑料熔体,将所得塑料熔体经冷却、风干、线径测量、牵引、收卷后得到线材,即3D打印用高介电聚乳酸复合材料。
优选的是,所述步骤一中,将聚乳酸在55~60℃下烘干6小时,经检测水分不超过0.025%,得到干燥聚乳酸;
所述步骤二中,将占总量一半的干燥聚乳酸加入混合机中,然后将增韧剂、改性填料、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂加入混合机中,以500-1000r/min的速度混合15-30分钟,最后加入剩余聚乳酸,再以500-1000r/min的速度混合15-30分钟,得到预混原料;
所述步骤三中,预混原料在双螺杆挤出机中的停留时间为5-12分钟;双螺杆挤出机螺杆直径为75mm,长径比为52:1,挤出机温度依次设定为:120-125℃,125-135℃,135-145℃,130-140℃,135-140℃,模头温度145-15℃;
所述步骤四中,将改性粒料于55-65℃烘干6小时,经检测水分不超过0.025%;所述线材直径为1.75mm、3mm的细丝,直径误差在5%以内;单螺杆挤出机螺杆直径75mm,长径比为20:1,挤出机温度依次设定为:125-135℃,130-140℃,135-145℃,140-150℃,145-155℃,模头温度145-155℃。
本发明至少包括以下有益效果:
(1)本发明采用高速分散、混合、挤出的技术工艺,使改性填料和助剂能在聚乳酸体系中更好的分散开来形成均一的结构,改性后的聚乳酸材料打印成型时产品内部应力分布均匀、冷却收缩率相同,具有优异的成型稳定性,并且韧性和拉伸强度更加优异。
(2)该方法步骤简单高效,极大的便利了电子器件产品的研发过程,具有极佳的推广空间和市场价值。
(3)该3D打印用高介电聚乳酸复合材料能够与主流的3D打印机配合使用,具有极佳的通用性,不用单独购置打印机即可投入研发和生产过程,降低企业的研发和生产成本。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明:
图1为本发明中采用的改性填料片状铁硅铝合金材料的SEM图;
图2为本发明实施例1制备的打印件的示意图;
图3a为对比例1的打印件脆断面SEM图,图3b为实施例1的打印件脆断面SEM图;图3c为实施例2的打印件脆断面SEM图;图3d为实施例3的打印件脆断面SEM图;
图4为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的拉伸强度;
图5为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的拉伸模量;
图6为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的弯曲强度;
图7为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的弯曲模量;
图8为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的冲击强度;
图9为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的介电常数。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1:
本实施例提供一种3D打印用高介电聚乳酸复合材料,包含如下重量份的组分:
聚乳酸93.7份,增韧剂3.5份,改性填料2.0份,抗氧剂0.2份,光稳定剂0.2份,润滑剂0.4份;
所述聚乳酸混合料在温度为210℃、负荷为2.16kg的测试条件下,熔体质量流动速率为12g/10min;增韧剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝ABS;抗氧剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;光稳定剂选用3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯;润滑剂选用单硬脂酸单甘油酯;改性填料为片状铁硅铝合金材料,粒径为10~150μm;
上述用于3D打印用高介电聚乳酸复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚乳酸在55℃下烘干6小时,经检测水分不超过0.025%,得干燥聚乳酸;
(2)将占总量一半的干燥聚乳酸加入混合机中,然后将增韧剂、改性填料、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂加入混合机中,以750r/min的速度混合20分钟,最后加入剩余聚乳酸,再以1000r/min的速度混合15分钟,得到预混原料;
(3)将步骤(2)中得到的混合料用双螺杆挤出机混合挤出造粒,物料在挤出机中停留的时间为5分钟;双螺杆挤出机螺杆直径为75mm,长径比为52:1,挤出机温度依次设定为:120℃,125℃,135℃,140℃,145℃,模头温度155℃;
(4)将步骤(3)中所造粒子在60℃的温度下干燥6小时后,用单螺杆挤出机挤出加工成直径为1.75mm的细丝,单螺杆挤出机螺杆直径为75mm,长径比为20:1,挤出机温度依次设定为:125℃,130℃,135℃,140℃,145℃,模头温度155℃。
使用3D打印机对步骤(4)制得的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得打印件,同时测试打印件性能:使用Hitachi Regulus8100扫描电镜对打印件的横断面进行微观形貌观察,使用英斯特朗5969电子万能材料试验机测试打印件的拉伸强度和完全强度,使用英斯特朗9250HV落锤示波冲击试验机测试打印件的冲击强度,使用安捷伦PNA-N5244A矢量网络分析仪测试打印件的介电常数。
实施例2:
本实施例提供一种3D打印用高介电聚乳酸复合材料,包含如下重量份的组分:
聚乳酸89.6份,增韧剂5.0份,改性填料4.0份,抗氧剂0.4份,光稳定剂0.4份,润滑剂0.6份;
所述聚乳酸混合料在温度为210℃、负荷为2.16kg的测试条件下,熔体质量流动速率为12g/10min;增韧剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝ABS;抗氧剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;光稳定剂选用3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯;润滑剂选用单硬脂酸单甘油酯;改性填料为片状铁硅铝合金材料,粒径为10~150μm;
上述用于3D打印用高介电聚乳酸复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚乳酸在55℃下烘干6小时,经检测水分不超过0.025%,得干燥聚乳酸;
(2)将占总量一半的干燥聚乳酸加入混合机中,然后将增韧剂、改性填料、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂加入混合机中,以750r/min的速度混合20分钟,最后加入剩余聚乳酸,再以1000r/min的速度混合20分钟,得到预混原料;
(3)将步骤(2)中得到的混合料用双螺杆挤出机混合挤出造粒,物料在挤出机中停留的时间为8分钟。双螺杆挤出机螺杆直径为75mm,长径比为52:1,挤出机温度依次设定为:120℃,125℃,135℃,140℃,145℃,模头温度155℃;
(4)将步骤(3)中所造粒子在60℃的温度下干燥6小时后,用单螺杆挤出机挤出加工成直径为1.75mm的细丝,单螺杆挤出机螺杆直径为75mm,长径比为20:1,挤出机温度依次设定为:125℃,130℃,135℃,140℃,145℃,模头温度155℃。
使用3D打印机对步骤(4)制得的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得打印件。本实施例中打印件性能检测操作均与实施例1完全相同。
实施例3:
本实施例提供一种3D打印用高介电聚乳酸复合材料,包含如下重量份的组分:
聚乳酸80.5份,增韧剂9.5份,改性填料6.0份,抗氧剂0.6份,光稳定剂0.6份,润滑剂0.8份;
所述聚乳酸选在温度为210℃、负荷为2.16kg的测试条件下,熔体质量流动速率为18g/10min;增韧剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝ABS;抗氧剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;光稳定剂选用3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯;润滑剂选用单硬脂酸单甘油酯;改性填料为片状铁硅铝合金材料,粒径为10~150μm;
上述用于3D打印用高介电聚乳酸复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚乳酸在55℃下烘干6小时,经检测水分不超过0.025%,得干燥聚乳酸;
(2)将占总量一半的干燥聚乳酸加入混合机中,然后将增韧剂、改性填料、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂加入混合机中,以1000r/min的速度混合30分钟,最后加入剩余聚乳酸,再以1000r/min的速度混合30分钟,得到预混原料;
(3)将步骤(2)中得到的混合料用双螺杆挤出机混合挤出造粒,物料在挤出机中停留的时间为12分钟。双螺杆挤出机螺杆直径为75mm,长径比为52:1,挤出机温度依次设定为:120℃,125℃,135℃,140℃,145℃,模头温度155℃;
(4)将步骤(3)中所造粒子在60℃的温度下干燥6小时后,用单螺杆挤出机挤出加工成直径为1.75mm的细丝,单螺杆挤出机螺杆直径为75mm,长径比为20:1,挤出机温度依次设定为:125℃,130℃,135℃,140℃,145℃,模头温度155℃。
使用3D打印机对步骤(4)制得的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得打印件。本实施例中打印件性能检测操作均与实施例1完全相同。
对比例1:
本对比例与上述实施例的不同仅在于不添加改性填料,包含如下重量份的组分:
聚乳酸98.1份,增韧剂1.5份,抗氧剂0.1份,光稳定剂0.1份,润滑剂0.2份;
所述聚乳酸选在温度为210℃、负荷为2.16kg的测试条件下,熔体质量流动速率为10g/10min;增韧剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝ABS;抗氧剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;光稳定剂选用3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯;润滑剂选用单硬脂酸单甘油酯。
上述用于3D打印用高介电聚乳酸复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚乳酸在55℃下烘干6小时,经检测水分不超过0.025%,得干燥聚乳酸;
(2)将占总量一半的干燥聚乳酸加入混合机中,然后将增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂加入混合机中,以500r/min的速度混合15分钟,最后加入剩余聚乳酸,再以750r/min的速度混合15分钟,得到预混原料;
(3)将步骤(2)中得到的混合料用双螺杆挤出机混合挤出造粒,物料在挤出机中停留的时间为5分钟。双螺杆挤出机螺杆直径为75mm,长径比为52:1,挤出机温度依次设定为:120℃,125℃,135℃,140℃,145℃,模头温度155℃;
(4)将步骤(3)中所造粒子在60℃的温度下干燥6小时后,用单螺杆挤出机挤出加工成直径为1.75mm的细丝,单螺杆挤出机螺杆直径为75mm,长径比为20:1,挤出机温度依次设定为:125℃,130℃,135℃,140℃,145℃,模头温度155℃。
使用3D打印机对步骤(4)制得的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得打印件。本实施例中打印件性能检测操作均与实施例1完全相同。
图1为本发明中采用的改性填料片状铁硅铝合金材料的SEM图;片状铁硅铝粉材料,形貌规则,宽厚比大,厚度均匀,粒度分布集中可控,磁导率高。
图2为本发明实施例1制备的打印件的示意图;
图3a为对比例1的打印件脆断面SEM图,图3b为实施例1的打印件脆断面SEM图;图3c为实施例2的打印件脆断面SEM图;图3d为实施例3的打印件脆断面SEM图;从图上可看出不同掺杂比例(实施例1~3)的打印件内部形成的空隙差别不同,说明在同样打印条件的FDM过程中,相邻的丝材之间容易形成不完全粘结,并且烧结颈部,从而导致较弱的丝间结合力与粘结质量。这一定程度上会对机械性能有一定的影响。
图4为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的拉伸强度;随着改性填料掺杂含量的增加(实施例1~3,改性填料含量逐渐增加),打印件的拉伸强度都是呈现先增大后减小的变化趋势。
图5为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的拉伸模量;在打印以平躺着的方向进行时,光栅角度为0°方向的样件测得的拉伸强度与弹性模量都要大于±45°方向打印的样件测得的拉伸强度与弹性模量。而平躺放置的打印件的拉伸强度也要大于侧立放置的拉伸强度。
图6为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的弯曲强度;与拉伸性能相似,无论是以任何打印方向以及光栅角度打印的制件,随着改性填料掺杂含量的增加(实施例1~3,改性填料含量逐渐增加),打印件的弯曲强度都是呈现先增大后减小的变化趋势。
图7为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的弯曲模量;鉴于改性填料比PLA基体的刚性强,因此改性填料无论是以何种方式存在于PLA基体中时,其变形程度远远小于PLA基体,所以随着改性填料掺杂含量的增加(实施例1~3,改性填料含量逐渐增加)相应的复合材料的弯曲模量一直呈现上升的趋势。
图8为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的冲击强度;在不同的打印光栅角度,随着改性填料掺杂含量的增加(实施例1~3,改性填料含量逐渐增加)其冲击强度有所下降。
图9为实施例和对比例的丝材在不同打印方向与光栅角度下制得的打印件的介电常数。随着改性填料掺杂含量的增加(实施例1~3,改性填料含量逐渐增加),打印件在0.05-40GHz的介电常数逐渐提高。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种3D打印用高介电聚乳酸复合材料,其特征在于,包含如下重量份的组分:聚乳酸80.5~98.1份,增韧剂1.5-9.5份,改性填料2-6份,抗氧剂0 .1-0 .6份,光稳定剂0 .1-0 .6份,润滑剂0 .2-0 .8份;
所述改性填料为片状铁硅铝合金材料。
2.如权利要求1所述的3D打印用高介电聚乳酸复合材料,其特征在于,所述增韧剂为含有酸酐或环氧基团的弹性体增韧剂,所述片状铁硅铝合金材料的粒径为10~150μm。
3.如权利要求1所述的3D打印用高介电聚乳酸复合材料,其特征在于,所述聚乳酸为中等熔体流动速率的聚乳酸,或者由质量比为2:1~4:1的中熔体流动速率的聚乳酸与高熔体流动速率的聚乳酸组成;在温度为210℃、负荷为2 .16kg的测试条件下,所述中等熔体流动速率的聚乳酸的熔体质量流动速率为10-15g/10min,所述高熔体流动速率的聚乳酸的熔体质量流动速率为50-80g/10min。
4.如权利要求1所述的3D打印用高介电聚乳酸复合材料,其特征在于,所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐接枝POE、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝ABS中的至少一种;所述光稳定剂为二苯甲酮类光稳定剂、苯并三唑类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂中的至少一种。
5.如权利要求1所述的3D打印用高介电聚乳酸复合材料,其特征在于,所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂中的至少一种。
6.如权利要求5所述的3D打印用高介电聚乳酸复合材料,其特征在于,所述亚磷酸酯类抗氧剂为三[2 ,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或双(2 ,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯,所述受阻酚类抗氧剂为β-(3 ,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或4 ,6-三(3 ,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯中的一种。
7.如权利要求4所述的3D打印用高介电聚乳酸复合材料,其特征在于,所述光稳定剂为3 ,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、聚-4-(2-丙烯酰乙氧基)-2-羟基二苯甲酮、2-(2 '-羟基-3 ',5 '-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2 '-羟基-3 ',5 '-二戊基苯基)苯并三唑、4-苯甲酰氧基-2 ,2 ,6 ,6-四甲基哌啶、双(2 ,2 ,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、聚[[6-[(1 ,1 ,3 ,3-四甲基丁基)氨基]-S-三嗪-2 ,4-二基][(2 ,2 ,6 ,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]六甲基烯[(2 ,2 ,6 ,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]中的至少一种。
8.如权利要求1所述的3D打印用高介电聚乳酸复合材料,其特征在于,所述润滑剂为单硬脂酸单甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸钙中的至少一种。
9.一种如权利要求1~8任一项所述的3D打印用高介电聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、将聚乳酸进行干燥,得到干燥聚乳酸;
步骤二、将干燥聚乳酸、增韧剂、改性填料、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂混合,得到预混原料;
步骤三、将预混原料加入双螺杆挤出机中挤出、造粒,得改性粒料;
步骤四、将改性粒料烘干,然后将烘干的改性粒料加入单螺杆挤出机中挤出塑料熔体,将所得塑料熔体经冷却、风干、线径测量、牵引、收卷后得到线材,即3D打印用高介电聚乳酸复合材料。
10.如权利要求9所述的3D打印用高介电聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于,
所述步骤一中,将聚乳酸在55~60℃下烘干6小时,经检测水分不超过0 .025%,得到干燥聚乳酸;
所述步骤二中,将占总量一半的干燥聚乳酸加入混合机中,然后将增韧剂、改性填料、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂加入混合机中,以500-1000r/min的速度混合15-30分钟,最后加入剩余聚乳酸,再以500-1000r/min的速度混合15-30分钟,得到预混原料;
所述步骤三中,预混原料在双螺杆挤出机中的停留时间为5-12分钟;双螺杆挤出机螺杆直径为75mm,长径比为52 :1,挤出机温度依次设定为:120-125℃,125-135℃,135-145℃,130-140℃,135-140℃,模头温度145-15℃;
所述步骤四中,将改性粒料于55-65℃烘干6小时,经检测水分不超过0 .025%;所述线材直径为1. 75mm~3mm的细丝,直径误差在5%以内;单螺杆挤出机螺杆直径75mm,长径比为20 :1,挤出机温度依次设定为:125-135℃, 130-140℃, 135-145℃,140-150℃,145-155℃,模头温度145-155℃。
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