一种用于3D打印的组合物及其制备方法与流程

文档序号:13687465
技术领域本发明涉及一种用于3D打印的组合物及其制备方法,属于3D打印技术领域。

背景技术:
3D打印是一种新兴的快速成型技术,以计算机三维设计模型为蓝本,利用激光烧结,加热熔融等方式将金属、陶瓷粉末或聚合物等材料,通过计算机数字软件程序控制,逐层堆积粘结成型,从而制造出实体产品。3D打印简单来说,可以看作是2D打印技术在空间上的叠加。使用固体粉末或聚合物熔体等材料作为打印“油墨”,通过计算机建模设计,精确控制产品的精度和尺寸。这种打印技术相比于传统的成型技术,不需要复杂的模具和工艺,设备小巧,程序由计算机控制,操作简便,因而受到的关注越来越多,逐渐在生物、医学、建筑、航空等领域开拓了广阔的应用空间,尤其适合小批量,个性化,结构复杂的中空部件。目前,熔融层积成型技术是最为常用的3D打印技术,通常使用尼龙,ABS等热塑性树脂,在高温下熔融后,进行打印,逐层沉积固化,形成最终产品。然而这类热塑性材料在高温熔融条件下,容易发生氧化分解等化学反应,放出难闻,有毒气体,造成环境和人体的危害,一定程度上限制了其应用范围。

技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种用于3D打印的组合物及其制备方法,以便更好地改善生产制备效果,方便根据需要使用。为了实现上述目的,本发明的技术方案如下。一种用于3D打印的组合物,其特征在于:由以下质量份数的物料组成:三乙醇胺14~18份、松香树脂16~20份、聚二甲基硅氧烷12~16份、乙撑双硬脂酸酰胺10~14份、碳酸钙16~20份、硫酸钡12~16份、1,6-己二醇二丙烯酸酯10~14份、油酸钾皂16~20份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮12~16份、邻苯二甲酸二丁酯10~14份、对苯二胺16~20份、纳米二氧化钛12~16份、丙烯晴12~16份、安息香双甲醚10~14份、磷酸三甲酚酯16~20份、脂肪酸酰胺12~16份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10~14份、氯化聚乙烯16~20份。进一步地,上述用于3D打印的组合物,由以下质量份数的物料组成:三乙醇胺14份、松香树脂16份、聚二甲基硅氧烷12份、乙撑双硬脂酸酰胺10份、碳酸钙16份、硫酸钡12份、1,6-己二醇二丙烯酸酯10份、油酸钾皂16份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮12份、邻苯二甲酸二丁酯10份、对苯二胺16份、纳米二氧化钛12份、丙烯晴12份、安息香双甲醚10份、磷酸三甲酚酯16份、脂肪酸酰胺12份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份、氯化聚乙烯16份。进一步地,上述用于3D打印的组合物,由以下质量份数的物料组成:三乙醇胺16份、松香树脂18份、聚二甲基硅氧烷14份、乙撑双硬脂酸酰胺12份、碳酸钙18份、硫酸钡14份、1,6-己二醇二丙烯酸酯12份、油酸钾皂18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮14份、邻苯二甲酸二丁酯12份、对苯二胺18份、纳米二氧化钛14份、丙烯晴14份、安息香双甲醚12份、磷酸三甲酚酯18份、脂肪酸酰胺14份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺12份、氯化聚乙烯18份。进一步地,上述用于3D打印的组合物,由以下质量份数的物料组成:三乙醇胺18份、松香树脂20份、聚二甲基硅氧烷16份、乙撑双硬脂酸酰胺14份、碳酸钙20份、硫酸钡16份、1,6-己二醇二丙烯酸酯14份、油酸钾皂20份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮16份、邻苯二甲酸二丁酯14份、对苯二胺20份、纳米二氧化钛16份、丙烯晴16份、安息香双甲醚14份、磷酸三甲酚酯20份、脂肪酸酰胺16份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺14份、氯化聚乙烯20份。进一步地,上述用于3D打印的聚合物材料,其制备方法,包括如下步骤:1)将上述质量份数的物料混合后,加入双螺杆挤出机中共混均匀后挤出切粒,得备用材料;双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为160~180℃,190~210℃,220~240℃,260~280℃;主机转速为40~200rpm;2)将所述备用材料加入到单螺杆挤出机中,挤出后用牵引机牵伸,制成用于3D打印的线材;单螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为230~235℃,250~255℃,260~265℃,250~255℃;螺杆转速为10~30rpm,牵引机的牵伸比为1.1~3.2。该发明的有益效果在于:本发明中的用于3D打印的组合物,由三乙醇胺、松香树脂、聚二甲基硅氧烷、乙撑双硬脂酸酰胺、碳酸钙、硫酸钡、1,6-己二醇二丙烯酸酯、油酸钾皂、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二胺、纳米二氧化钛、丙烯晴、安息香双甲醚、磷酸三甲酚酯、脂肪酸酰胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、氯化聚乙烯组成,所制备的材料具有较高的拉伸强度和拉伸模量,而且保留了良好的韧性,其断裂伸长率和冲击强度等性能指标良好;不仅具有相当高的韧性,还具有较高的耐热性,使用性能好,便于根据需要使用。具体实施方式下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述,以便更好的理解本发明。实施例1本实施例中用于3D打印的组合物,由以下质量份数的物料组成:三乙醇胺14份、松香树脂16份、聚二甲基硅氧烷12份、乙撑双硬脂酸酰胺10份、碳酸钙16份、硫酸钡12份、1,6-己二醇二丙烯酸酯10份、油酸钾皂16份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮12份、邻苯二甲酸二丁酯10份、对苯二胺16份、纳米二氧化钛12份、丙烯晴12份、安息香双甲醚10份、磷酸三甲酚酯16份、脂肪酸酰胺12份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份、氯化聚乙烯16份。上述用于3D打印的聚合物材料,其制备方法,包括如下步骤:1)将上述质量份数的物料混合后,加入双螺杆挤出机中共混均匀后挤出切粒,得备用材料;双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为160℃,190℃,220℃,260℃;主机转速为40rpm;2)将所述备用材料加入到单螺杆挤出机中,挤出后用牵引机牵伸,制成用于3D打印的线材;单螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为230℃,250℃,260℃,250℃;螺杆转速为10rpm,牵引机的牵伸比为1.1。实施例2本实施例中的用于3D打印的组合物,由以下质量份数的物料组成:三乙醇胺16份、松香树脂18份、聚二甲基硅氧烷14份、乙撑双硬脂酸酰胺12份、碳酸钙18份、硫酸钡14份、1,6-己二醇二丙烯酸酯12份、油酸钾皂18份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮14份、邻苯二甲酸二丁酯12份、对苯二胺18份、纳米二氧化钛14份、丙烯晴14份、安息香双甲醚12份、磷酸三甲酚酯18份、脂肪酸酰胺14份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺12份、氯化聚乙烯18份。上述用于3D打印的聚合物材料,其制备方法,包括如下步骤:1)将上述质量份数的物料混合后,加入双螺杆挤出机中共混均匀后挤出切粒,得备用材料;双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为170℃,200℃,230℃,270℃;主机转速为120rpm;2)将所述备用材料加入到单螺杆挤出机中,挤出后用牵引机牵伸,制成用于3D打印的线材;单螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为232℃,252℃,262℃,252℃;螺杆转速为20rpm,牵引机的牵伸比为2.3。实施例3本实施例中的用于3D打印的组合物,由以下质量份数的物料组成:三乙醇胺18份、松香树脂20份、聚二甲基硅氧烷16份、乙撑双硬脂酸酰胺14份、碳酸钙20份、硫酸钡16份、1,6-己二醇二丙烯酸酯14份、油酸钾皂20份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮16份、邻苯二甲酸二丁酯14份、对苯二胺20份、纳米二氧化钛16份、丙烯晴16份、安息香双甲醚14份、磷酸三甲酚酯20份、脂肪酸酰胺16份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺14份、氯化聚乙烯20份。上述用于3D打印的聚合物材料,其制备方法,包括如下步骤:1)将上述质量份数的物料混合后,加入双螺杆挤出机中共混均匀后挤出切粒,得备用材料;双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为180℃,210℃,240℃,280℃;主机转速为200rpm;2)将所述备用材料加入到单螺杆挤出机中,挤出后用牵引机牵伸,制成用于3D打印的线材;单螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为235℃,255℃,265℃,255℃;螺杆转速为10~30rpm,牵引机的牵伸比为1.1~3.2。对照例本对照例用于3D打印的组合物,其原料组成为95质量份数的聚丁二酸丁二酯和5质量份数的钛白粉。其制备步骤如下:1)将聚丁二酸丁二酯在60℃下干燥12h;2)将95质量份数的聚丁二酸丁二酯,5份的钛白粉预混后,用双螺杆挤出机挤出切粒后,得备用材料;双螺杆挤出机一区、二区、三区和模头的温度分别为140~150℃,165~170℃,180~185℃,180~185℃,主机转速为40rpm。将上述实施例1、实施例2、实施例3以及对照组材料进行性能测试对比,测试中,拉伸性能按ASTMD638测定,选用II型样条,测试时拉伸速度为50mm/min;冲击强度按ASTMD648测定;熔体粘度在160℃下,应变为1%下使用频率扫描0.01~100Hz测定。性能测试对比结果如表1所示:表1性能测试对比结果由本实施例可见,本发明产品,其拉伸强度、拉伸模量和冲击强度明显提高,3D打印制品翘曲变形显著改善,尺寸精度提高。以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
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