CN116426072A - 一种3d打印用玄武岩纤维增强pp材料 - Google Patents

一种3d打印用玄武岩纤维增强pp材料 Download PDF

Info

Publication number
CN116426072A
CN116426072A CN202310674924.9A CN202310674924A CN116426072A CN 116426072 A CN116426072 A CN 116426072A CN 202310674924 A CN202310674924 A CN 202310674924A CN 116426072 A CN116426072 A CN 116426072A
Authority
CN
China
Prior art keywords
modified
basalt fiber
resin
coupling agent
printing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310674924.9A
Other languages
English (en)
Inventor
郑翼
田辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Xuanze New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Xuanze New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Xuanze New Material Technology Co ltd filed Critical Beijing Xuanze New Material Technology Co ltd
Publication of CN116426072A publication Critical patent/CN116426072A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2405/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2401/00 or C08J2403/00
    • C08J2405/04—Alginic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2467/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/08—Oxygen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/10—Silicon-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，包括以下原料：改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂；其具体配方包括以下原料：改性PP树脂30‑40g、玄武岩纤维40‑50g、改性偶联剂1‑2g、增韧剂1‑2g、抗氧剂0.5‑1.0g；本发明以改性PP树脂加入玄武岩纤维作为增强材料，通过加入改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂，并调整各组分的用量配比，使玄武岩纤维增强PP材料具有很高的强度和韧性，同时弹性模量大、耐腐蚀性强、化学稳定性好等特点。

Description

一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料。
背景技术
3D打印是一种新型的制造和加工工艺。3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型（3D设计文件）文件为基础，运用粉末状金属或颗粒状塑料等可粘合材料，通过3D打印机，逐层打印的方式来构造物体的技术。目前3D打印的技术有很多种，如选择性激光烧结工艺(SLS), 光固化成型工艺(SLA), 熔融沉积成型工艺(FDM), 其中FDM是最常见的3D打印技术，多用于桌面机。FDM工艺是将丝状的热熔性材料（通常为ABS, PP或PLA材料）进行加热融化，通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来，熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度，然后重复以上的步骤直到工件完全成型。
3D打印用PP材料通常采用玻璃纤维增强，但是玻璃纤维耐酸碱，耐腐蚀等性能较差，玄武岩纤维的强度优于玻璃纤维和芳纶纤维，且隔热耐高温的性能好，价格低于碳纤维，另外，由于玄武岩纤维化学稳定性更好，具有耐酸、耐碱、耐腐蚀的特点，同时，玄武岩纤维与其他常见纤维相比，是唯一一个绿色环保，可循环再利用的纤维，完全符合我国目前的双碳政策，鉴于玄武岩纤维的性能优势，玄武岩纤维复合增强PP材料的综合性能也优于常见的玻璃纤维复合材料，具有强度高、耐腐蚀、弹性变形能力和抗疲劳能力强的优点，可以有效提高3D打印玄武岩纤维复合增强PP制品的综合性能，有广阔的市场前景。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，包括以下原料：
改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂；
其具体配方包括以下原料：改性PP树脂30-40g、玄武岩纤维40-50g、改性偶联剂1-2g、增韧剂1-2g、抗氧剂0.5-1.0g。
优选地，所述一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料包括以下原料：
改性PP树脂35g、玄武岩纤维45g、改性偶联剂1.5g、增韧剂1.5g、抗氧剂0.75g。
优选地，所述玄武岩纤维直径为8-15μm、长度为1-5mm、密度为2.57g/cm3、抗拉强度为4000-4500MPa。
优选地，所述改性PP树脂包括如下质量分数原料：PP树脂50-80g、无水乙醇10-15g、硫酸钙晶须5-8g、聚乙二醇脂肪酸酯2-5g、吐温1-2g、氧化锌催化助剂1-2g。
优选地，所述改性PP树脂制作方法包括如下步骤：
S1、将无水乙醇加入反应釜内，然后将PP树脂、硫酸钙晶须、聚乙二醇脂肪酸酯、吐温80依次投入到反应釜中；
S2、不断升高应釜中内温度至60-70℃时，打开搅拌器进行混合并继续加热，当温度升至85℃时加入催化助剂并搅拌均匀，接着保持温度30-50min进行反应；
S3，继续搅拌并使反应釜中的温度缓慢下降，当温度达55℃时即得改性PP树脂。
优选地，所述改性偶联剂包括如下质量分数原料：乙烯基硅烷偶联剂10-20g、质量分数5%的十二烷基硫酸钠溶液3-6g、质量分数2%的海藻酸钠溶液2-3g、质量分数2%的聚乳酸溶液2-3g。
优选地，所述改性偶联剂制作方法包括如下步骤：
S1、将乙烯基硅烷偶联剂溶于10-20%的十二烷基硫酸钠溶液中，然后均匀搅拌以70-80℃的温度反应50-60min；
S2、随后再加入海藻酸钠溶液和聚乳酸溶液继续搅拌1-2h，搅拌结束得到改性偶联剂。
本发明还提供了一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料及其制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按所需重量份数称取改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂投入高速搅拌机中常温下搅拌混合；
步骤二、根据改性PP树脂的粘度，选择适当的双螺杆挤出机，并启动双螺杆挤出机，设定挤出机熔融温度为200-230℃；
步骤三、将混和好的物料置于双螺杆挤出机中，经熔融塑化并挤出；
步骤四、挤出后经切粒和过筛，然后进行干燥处理，制备得到增强PP材料;
步骤五、对步骤四中得到的增强PP材料的性能进行检测得到成品。
优选地，所述步骤一中其中混料时的转速为800-1200rpm，所述混料的时间为5-10min。
优选地，所述双螺杆挤出机的转速为400-500rpm，挤出的温度为200-220℃，挤出的压力为0.9-1.2MPa，所述双螺杆挤出机真空度不小于0.8Mpa。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明的玄武岩纤维增强PP材料，以改性PP树脂加入玄武岩纤维作为增强材料，玄武岩纤维是以天然的玄武岩石为主要原料拉制而成的一种无机纤维，并加入改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂，通过调整各组分的用量配比，可以使彼此很好的进行融合支撑，使玄武岩纤维增强PP材料具有很高的强度和韧性，同时弹性模量大、耐腐蚀性强、化学稳定性好等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的本发明提供了一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，包括以下原料：
改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂；
其具体配方包括以下原料：改性PP树脂30-40g、玄武岩纤维40-50g、改性偶联剂1-2g、增韧剂1-2g、抗氧剂0.5-1.0g。
本实施例的玄武岩纤维直径为8-15μm、长度为1-5mm、密度为2.57g/cm3、抗拉强度为4000-4500MPa。
本实施例的改性PP树脂包括如下质量分数原料：PP树脂50-80g、无水乙醇10-15g、硫酸钙晶须5-8g、聚乙二醇脂肪酸酯2-5g、吐温1-2g、催化助剂1-2g。
本实施例的改性PP树脂制作方法包括如下步骤：
S1、将无水乙醇加入反应釜内，然后将PP树脂、硫酸钙晶须、聚乙二醇脂肪酸酯、吐温依次投入到反应釜中；
S2、不断升高应釜中内温度至60-70℃时，打开搅拌器进行混合并继续加热，当温度升至85℃时加入催化助剂并搅拌均匀，接着保持温度30-50min进行反应；
S3，继续搅拌并使反应釜中的温度缓慢下降，当温度达55℃时即得改性PP树脂。
本实施例的改性偶联剂包括如下质量分数原料：乙烯基硅烷偶联剂10-20g、十二烷基硫酸钠溶液3-6g、海藻酸钠溶液2-3g、聚乳酸溶液2-3g。
本实施例的改性偶联剂制作方法包括如下步骤：
S1、将乙烯基硅烷偶联剂溶于10-20%的十二烷基硫酸钠溶液中，然后均匀搅拌以70-80℃的温度反应50-60min；
S2、随后再加入海藻酸钠溶液和聚乳酸溶液继续搅拌1-2h，搅拌结束得到改性偶联剂。
本实施例的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按所需重量份数称取改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂投入高速搅拌机中常温下搅拌混合；
步骤二、根据改性PP树脂的粘度，选择适当的双螺杆挤出机，并启动双螺杆挤出机，设定挤出机熔融温度为200-230℃；
步骤三、将混和好的物料置于双螺杆挤出机中，经熔融塑化并挤出；
步骤四、挤出后经切粒和过筛，然后进行干燥处理，制备得到增强PP材料;
步骤五、对步骤四中得到的增强PP材料的性能进行检测得到成品。
本实施例的步骤一中其中混料时的转速为800-1200rpm，混料的时间为5-10min。
本实施例的双螺杆挤出机的转速为400-500rpm，挤出的温度为200-220℃，挤出的压力为0.9-1.2MPa，双螺杆挤出机真空度不小于0.8Mpa。
实施例
本实施例的本发明提供了一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，包括以下原料：
改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂；
其具体配方包括以下原料：改性PP树脂30g、玄武岩纤维40g、改性偶联剂1g、增韧剂1g、抗氧剂0.5g。改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂；
本实施例的玄武岩纤维直径为8μm、长度为1mm、密度为2.57g/cm3、抗拉强度为4000MP。
本实施例的改性PP树脂包括如下质量分数原料：PP树脂50g、无水乙醇10g、硫酸钙晶须5g、聚乙二醇脂肪酸酯2g、吐温1g、催化助剂1g。
本实施例的改性PP树脂制作方法包括如下步骤：
S1、将无水乙醇加入反应釜内，然后将PP树脂、硫酸钙晶须、聚乙二醇脂肪酸酯、吐温依次投入到反应釜中；
S2、不断升高应釜中内温度至60℃时，打开搅拌器进行混合并继续加热，当温度升至85℃时加入催化助剂并搅拌均匀，接着保持温度30min进行反应；
S3，继续搅拌并使反应釜中的温度缓慢下降，当温度达55℃时即得改性PP树脂。
本实施例的改性偶联剂包括如下质量分数原料：乙烯基硅烷偶联剂10g、十二烷基硫酸钠溶液3g、海藻酸钠溶液2g、聚乳酸溶液2g。
本实施例的改性偶联剂制作方法包括如下步骤：
S1、将乙烯基硅烷偶联剂溶于10%的十二烷基硫酸钠溶液中，然后均匀搅拌以70℃的温度反应50min；
S2、随后再加入海藻酸钠溶液和聚乳酸溶液继续搅拌1h，搅拌结束得到改性偶联剂。
本实施例的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按所需重量份数称取改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂投入高速搅拌机中常温下搅拌混合；
步骤二、根据改性PP树脂的粘度，选择适当的双螺杆挤出机，并启动双螺杆挤出机，设定挤出机熔融温度为200℃；
步骤三、将混和好的物料置于双螺杆挤出机中，经熔融塑化并挤出；
步骤四、挤出后经切粒和过筛，然后进行干燥处理，制备得到增强PP材料;
步骤五、对步骤四中得到的增强PP材料的性能进行检测得到成品。
本实施例的步骤一中其中混料时的转速为800rpm，混料的时间为5min。
本实施例的双螺杆挤出机的转速为400rpm，挤出的温度为200℃，挤出的压力为0.9MPa，双螺杆挤出机真空度不小于0.8Mpa。
实施例
本实施例的本发明提供了一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，包括以下原料：
改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂；
其具体配方包括以下原料：改性PP树脂40g、玄武岩纤维50g、改性偶联剂2g、增韧剂2g、抗氧剂1.0g。
本实施例的玄武岩纤维直径为10μm、长度为3mm、密度为2.57g/cm3、抗拉强度为4200MP。
本实施例的改性PP树脂包括如下质量分数原料：PP树脂66g、无水乙醇12.5g、硫酸钙晶须7g、聚乙二醇脂肪酸酯2.5g、吐温1.5g、催化助剂1.5g。
本实施例的改性PP树脂制作方法包括如下步骤：
S1、将无水乙醇加入反应釜内，然后将PP树脂、硫酸钙晶须、聚乙二醇脂肪酸酯、吐温依次投入到反应釜中；
S2、不断升高应釜中内温度至70℃时，打开搅拌器进行混合并继续加热，当温度升至85℃时加入催化助剂并搅拌均匀，接着保持温度50min进行反应；
S3，继续搅拌并使反应釜中的温度缓慢下降，当温度达55℃时即得改性PP树脂。
本实施例的改性偶联剂包括如下质量分数原料：乙烯基硅烷偶联剂15g、十二烷基硫酸钠溶液5g、海藻酸钠溶液2.5g、聚乳酸溶液2.5g。
本实施例的改性偶联剂制作方法包括如下步骤：
S1、将乙烯基硅烷偶联剂溶于15%的十二烷基硫酸钠溶液中，然后均匀搅拌以75℃的温度反应55min；
S2、随后再加入海藻酸钠溶液和聚乳酸溶液继续搅拌1.5h，搅拌结束得到改性偶联剂。
本实施例的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按所需重量份数称取改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂投入高速搅拌机中常温下搅拌混合；
步骤二、根据改性PP树脂的粘度，选择适当的双螺杆挤出机，并启动双螺杆挤出机，设定挤出机熔融温度为220℃；
步骤三、将混和好的物料置于双螺杆挤出机中，经熔融塑化并挤出；
步骤四、挤出后经切粒和过筛，然后进行干燥处理，制备得到增强PP材料;
步骤五、对步骤四中得到的增强PP材料的性能进行检测得到成品。
本实施例的步骤一中其中混料时的转速为1000rpm，混料的时间为8min。
本实施例的双螺杆挤出机的转速为450rpm，挤出的温度为210℃，挤出的压力为1MPa，双螺杆挤出机真空度不小于0.8Mpa。
实施例
本实施例的本发明提供了一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，包括以下原料：
改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂；
其具体配方包括以下原料：改性PP树脂40g、玄武岩纤维50g、改性偶联剂2g、增韧剂2g、抗氧剂1.0g。
本实施例的玄武岩纤维直径为15μm、长度为5mm、密度为2.57g/cm3、抗拉强度为4500MP。
本实施例的改性PP树脂包括如下质量分数原料：PP树脂80g、无水乙醇15g、硫酸钙晶须8g、聚乙二醇脂肪酸酯5g、吐温2g、催化助剂2g。
本实施例的改性PP树脂制作方法包括如下步骤：
S1、将无水乙醇加入反应釜内，然后将PP树脂、硫酸钙晶须、聚乙二醇脂肪酸酯、吐温依次投入到反应釜中；
S2、不断升高应釜中内温度至65℃时，打开搅拌器进行混合并继续加热，当温度升至85℃时加入催化助剂并搅拌均匀，接着保持温度40min进行反应；
S3，继续搅拌并使反应釜中的温度缓慢下降，当温度达55℃时即得改性PP树脂。
本实施例的改性偶联剂包括如下质量分数原料：乙烯基硅烷偶联剂20g、十二烷基硫酸钠溶液6g、海藻酸钠溶液3g、聚乳酸溶液3g。
本实施例的改性偶联剂制作方法包括如下步骤：
S1、将乙烯基硅烷偶联剂溶于20%的十二烷基硫酸钠溶液中，然后均匀搅拌以80℃的温度反应60min；
S2、随后再加入海藻酸钠溶液和聚乳酸溶液继续搅拌2h，搅拌结束得到改性偶联剂。
本实施例的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按所需重量份数称取改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂投入高速搅拌机中常温下搅拌混合；
步骤二、根据改性PP树脂的粘度，选择适当的双螺杆挤出机，并启动双螺杆挤出机，设定挤出机熔融温度为230℃；
步骤三、将混和好的物料置于双螺杆挤出机中，经熔融塑化并挤出；
步骤四、挤出后经切粒和过筛，然后进行干燥处理，制备得到增强PP材料;
步骤五、对步骤四中得到的增强PP材料的性能进行检测得到成品。
本实施例的步骤一中其中混料时的转速为1200rpm，混料的时间为10min。
本实施例的双螺杆挤出机的转速为500rpm，挤出的温度为220℃，挤出的压力为1.2MPa，双螺杆挤出机真空度不小于0.8Mpa。
对比例1.
与实施例3不同的是未对PP树脂进行改性。
对比例2.
与实施例3不同的是未添加玄武岩纤维进行制造。
对比例3.
与实施例3不同的是未对偶联剂进行改性
将实施例1-3及对比例1-3产品进行性能测试；
制作30个PP材料样品，每组5个共分为6组，每组对应实施例1-3和对比例1-3并进行编号为A/B/C/D/E/F，将制得的PP材料进行检测，检测结果如下表。
拉伸强度（MPa） 弯曲强度（MPa） 弹性模量（MPa）
A 115 215 8210
B 118 221 8350
C 120 226 8430
D 60 110 5100
E 52 103 4780
F 58 108 5150
从实施例1-3可看出；使用本发明制成的3D打印用玄武岩纤维增强PP材料具有很高的拉伸强度和弯曲强度，同时弹性模量大，结构性较好。
从对比例1、对比例2、实施例3可看出，改性PP树脂加入玄武岩纤维作和改性偶联剂为增强材料，通过调整各组分的用量配比，可以使彼此很好的进行融合支撑，具有更好的物理性能，未添加玄武岩纤维或者不对偶联剂和PP树脂进行改性，虽然整体性能也较好，但是其效果不如本发明的效果显著。
本发明的创新点在于：
以改性PP树脂加入玄武岩纤维作为增强材料，玄武岩纤维是以天然的玄武岩石为主要原料拉制而成的一种无机纤维，并加入改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂，通过调整各组分的用量配比，可以使彼此很好的进行融合支撑，使玄武岩纤维增强PP材料具有很高的强度和韧性，同时弹性模量大、耐腐蚀性强、化学稳定性好等特点。
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 (10)

1.一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，其特征在于，包括以下原料：改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂；
其具体配方包括以下原料：改性PP树脂30-40g、玄武岩纤维40-50g、改性偶联剂1-2g、增韧剂1-2g、抗氧剂0.5-1.0g。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，其特征在于，包括以下原料：
改性PP树脂35g、玄武岩纤维45g、改性偶联剂1.5g、增韧剂1.5g、抗氧剂0.7g。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，其特征在于，所述玄武岩纤维直径为8-15μm、长度为1-5mm、密度为2.57g/cm3、抗拉强度为4000-4500MPa。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，其特征在于，所述改性PP树脂包括如下质量分数原料：PP树脂50-80g、无水乙醇10-15g、硫酸钙晶须5-8g、聚乙二醇脂肪酸酯2-5g、吐温80 1-2g、氧化锌催化助剂1-2g。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，其特征在于，所述改性PP树脂制作方法包括如下步骤：
S1、将无水乙醇加入反应釜内，然后将PP树脂、硫酸钙晶须、聚乙二醇脂肪酸酯、吐温依次投入到反应釜中；
S2、不断升高应釜中内温度至60-70℃时，打开搅拌器进行混合并继续加热，当温度升至85℃时加入催化助剂并搅拌均匀，接着保持温度30-50分钟进行反应；
S3，继续搅拌并使反应釜中的温度缓慢下降，当温度达55℃时即得改性PP树脂。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，其特征在于，所述改性偶联剂包括如下质量分数原料：乙烯基硅烷偶联剂10-20g、十二烷基硫酸钠溶液3-6g、海藻酸钠溶液2-3g、聚乳酸溶液2-3g。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料，其特征在于，所述改性偶联剂制作方法包括如下步骤：
S1、将乙烯基硅烷偶联剂溶于10-20%的十二烷基硫酸钠溶液中，然后均匀搅拌以70-80℃的温度反应50-60mi n；
S2、随后再加入海藻酸钠溶液和聚乳酸溶液继续搅拌1-2h，搅拌结束得到改性偶联剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的3D打印用玄武岩纤维增强PP材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按所需重量份数称取改性PP树脂、玄武岩纤维、改性偶联剂、增韧剂、抗氧剂投入高速搅拌机中常温下搅拌混合；
步骤二、根据改性PP树脂的粘度，选择适当的双螺杆挤出机，并启动双螺杆挤出机，设定挤出机熔融温度为200-230℃；
步骤三、将混和好的物料置于双螺杆挤出机中，经熔融塑化并挤出；
步骤四、挤出后经切粒和过筛，然后进行干燥处理，制备得到增强PP材料;
步骤五、对步骤四中得到的增强PP材料的性能进行检测得到成品。
9.一种如权利要求8所述的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中其中混料时的转速为800-1200rpm，所述混料的时间为5-10min。
10.根据权利要求9所述的一种3D打印用玄武岩纤维增强PP材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的转速为400-500rpm，挤出的温度为200-220℃，挤出的压力为0.9-1.2MPa，所述双螺杆挤出机真空度不小于0.8Mpa。
CN202310674924.9A 2023-03-21 2023-06-08 一种3d打印用玄武岩纤维增强pp材料 Pending CN116426072A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2023102781461 2023-03-21
CN202310278146 2023-03-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116426072A true CN116426072A (zh) 2023-07-14

Family

ID=87092996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310674924.9A Pending CN116426072A (zh) 2023-03-21 2023-06-08 一种3d打印用玄武岩纤维增强pp材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116426072A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103012899B (zh) 一种高抗冲的木塑复合材料及其制备方法和应用
CN100463939C (zh) 木塑微发泡复合材料及其加工成型方法
CN110396286B (zh) 低价优良的3d打印耗材及其制备方法
CN105566937B (zh) 一种玻璃纤维增强木塑复合材料及其制备方法
CN104072881A (zh) 一种热塑性微发泡减震材料及其制备方法
CN105778484B (zh) 一种应用于fdm技术的3d打印的改性尼龙材料及其打印方法
CN103991217A (zh) 一种3d打印成型方法
CN105647137A (zh) 一种3d打印聚乳酸/皮粉复合材料及其制备方法
CN104945885A (zh) 一种环氧树脂碳纤维预浸料的制备方法
CN109575557B (zh) 用于三维打印的pc/abs混合料及其制备方法和直接打印方法
CN109320933B (zh) 一种增强增韧竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法
CN108219384A (zh) 一种纤维增强母粒及其制备方法和一种增强材料
CN112940467A (zh) 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法
CN1760267A (zh) 低压成型片状模塑料片材及其生产工艺和设备
CN108948487A (zh) 一种长纤维或连续纤维定向增强热塑性聚合物复合材料及其制备方法
CN114773810A (zh) 一种高性能聚乳酸基3d打印线材及其制备方法
CN104194059A (zh) 一种纤维素热塑材料及其制备方法
CN116426072A (zh) 一种3d打印用玄武岩纤维增强pp材料
CN115678084B (zh) 一种单聚酯增强发泡复合轻量化材料及其制备方法
CN116144187B (zh) 一种聚乳酸复合材料及其制备方法和应用
CN106751436A (zh) 用于薄壁结构的酚醛模塑料
CN104530738A (zh) 一种pp/abs木塑复合板材及其制备方法
CN112375354A (zh) 一种碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法
CN102198687A (zh) 一种木塑复合材料的增强方法
CN102838878B (zh) 一种微晶膨化秸秆复合粉料模塑制品及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination