一种3D打印用聚己内酯（PCL）材料的制作方法

本发明涉及3D打印领域，特别是涉及一种生物降解的3D打印改性聚己内酯材料。
背景技术：
：3D打印技术的发展对3D打印材料提出了新的要求，以熔融挤出成型技术为例，需要综合考虑塑料熔丝尺寸和成型性能对喷头温度进行设计，若要打印大型中空制件，则必须考虑如何将中心的填充材料与表层材料分离，还必须考虑两者在分离前具有良好的粘结性，避免表层材料塌陷。现有的3D打印耗材主要有聚乳酸,ABS,PA,PVA等，由于上述各种材料均存在着局限性，聚乳酸材料成本高、材料在55℃以上容易变形;ABS(丙烯酸/丁二烯/苯乙烯三元共聚物)，一种常见的工程塑料，加工气味重、在挤出加工中容易变形;PA为一种尼龙材料，价格昂贵、加工困难、加工气味人，加工环境恶劣;PVA水溶性材料主要用于打印支持材料用量少，而且加工由于PVA分解容易产生有毒气体。聚己内酯(PCL)是DICELL化学工业公司开发的产品。熔点为59～64℃，玻璃化温度为-60℃，矫形温度为60～70℃，分解温度为200℃，在室温下是橡胶态，热稳定性较好。同时，它的分子链比较规整，具有很好的柔性和加工性。其突出的特点是具有良好的生物相容性、生物降解性以及渗透性，这使其在生物材料领域的应用极为广泛，可用作控释药物载体、细胞、组织培养基架等。PCL具有的无毒、熔融温度较低、热稳定性好、可生物降解及在熔融过程中无毒性刺鼻气味放出等优点良好的符合了3D打印材料的要求，然而，市场上更需要一些机械强度好的3D打印材料，对于PCL而言，其结构的柔软性，导致其作为支撑材料，如矫形用的支架等，强度不够。因此，需要选用合适的改性剂以提高PCL的力学性能，如首要考虑的冲击强度，韧性及耐蠕变性等，以使得PCL更适于用作3D打印材料。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种可3D打印的PCL材料及其制备方法。利用PCL与小分子交联剂，稳定剂及其它组分按不同配比进行熔融共混，以实现交联，增韧及增强等改性，最后得到可用于3D打印的PCL材料。为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：（1）一种可3D打印用的聚己内酯（PCL）材料，由下述重量份的组分组成：聚己内酯85-95份，交联剂1-5份，无机填料2-10份，稳定剂0.5-1份。（2）所述交联剂选自过氧化苯甲酰、四烃基丙烯酸丁酯中的一种；所述无机填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、碳纳米管、石墨、石墨烯一种或多种；所述热稳定剂为亚磷酸酯类、钙锌稳定剂中的一种或几种。本发明的优点在于：（1）本发明的改性PCL材料具有很好的冲击强度、韧性，通过3D打印技术打印出来的产品尺寸稳定，耐冲击。（2）PCL具有的无毒、可生物降解及在熔融过程中无毒性刺鼻气味放出等优点良好的符合了3D打印材料的要求。具体实施方式本发明所阐述的是一种可3D打印用的聚己内酯（PCL）材料，以下通过具体实施例进一步进行说明，但本发明不仅限于以下实施例。实施例一(1)一种3D打印PCL材料，包括如下重量份的组分：聚己内酯90份，交联剂5份，无机填料5份，稳定剂1.0份。(2)本发明中，所述的交联剂是指那些能在线型分子间起架桥作用，从而使多个线型分子相互键合交联成网状结构的物质，具体而言是那些促进或调节聚合物分子链间共价键或离子键形成的物质。本发明可选的交联剂包括但不限于：过氧化苯甲酰和四烃基丙烯酸丁酯中的一种。(3)本发明所述的无机填料为纳米二氧化硅，此外，无机填料还可起到成核剂的作用。(4)本发明所述热稳定剂为亚磷酸酯类、钙锌稳定剂中的一种或几种。实施例二(1)一种3D打印PCL材料，包括如下重量份的组分：聚己内酯95份，交联剂2份，无机填料3份，稳定剂0.5份。(2)本发明中，所述的交联剂是指那些能在线型分子间起架桥作用，从而使多个线型分子相互键合交联成网状结构的物质，具体而言是那些促进或调节聚合物分子链间共价键或离子键形成的物质。本发明可选的交联剂包括但不限于：过氧化苯甲酰和四烃基丙烯酸丁酯中的一种。(3)本发明所述的无机填料为纳米二氧化硅，此外，无机填料还可起到成核剂的作用。(4)本发明所述热稳定剂为亚磷酸酯类、钙锌稳定剂中的一种或几种。上述实施例中制备得到的改性PCL的性能测试结果如下：材料种类拉伸强度/MPa断裂伸长率/%缺口冲击强度/(J/m2)熔指/(g/min)PCL1625149.7实施例15359676.5实施例23847337.2当前第1页1 2 3