一种3D打印耗材及其制备方法与流程

文档序号:13146430阅读:280来源:国知局
技术领域本发明涉及一种3D打印耗材及其制备方法,属于3D打印技术领域。

背景技术:
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。3D打印需要消耗一些必要的材料,因此,需要采用合适的方式制备。

技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种3D打印耗材及其制备防震,以便更好地实现3D打印耗材的制备功能。为了实现上述目的,本发明的技术方案如下。一种3D打印耗材,由以下质量份数的组分组成:乙烯基三乙氧基硅烷14~18份、四氢呋喃16~20份、纳米二氧化锆12~16份、丙稀酸树脂10~14份、聚碳酸酯16~20份、PLA塑料12~16份、氯化铵10~14份、氢氧化铝16~20份、碳酸镁12~16份、硼酸10~14份、云母片16~20份、氯化亚铁12~16份、氯化铁12~16份、苯乙烯树脂10~14份、磁粉16~20份、1,6-己二醇二丙烯酸酯12~16份、POE塑料10~14份、聚丙烯酸酯16~20份、聚丁二酸丁二醇酯12~16份、薄荷醇10~14份、碳酸氢钠16~20份、茶树精油12~16份、双十八烷基二甲基氯化铵10~14份、次亚磷酸钠16~20份、尼泊金丁酯12~16份、壳聚糖12~16份。进一步地,上述3D打印耗材,由以下质量份数的组分组成:乙烯基三乙氧基硅烷14份、四氢呋喃16份、纳米二氧化锆12份、丙稀酸树脂10份、聚碳酸酯16份、PLA塑料12份、氯化铵10份、氢氧化铝16份、碳酸镁12份、硼酸10份、云母片16份、氯化亚铁12份、氯化铁12份、苯乙烯树脂10份、磁粉16份、1,6-己二醇二丙烯酸酯12份、POE塑料10份、聚丙烯酸酯16份、聚丁二酸丁二醇酯12份、薄荷醇10份、碳酸氢钠16份、茶树精油12份、双十八烷基二甲基氯化铵10份、次亚磷酸钠16份、尼泊金丁酯12份、壳聚糖12份。进一步地,上述3D打印耗材,由以下质量份数的组分组成:乙烯基三乙氧基硅烷16份、四氢呋喃18份、纳米二氧化锆14份、丙稀酸树脂12份、聚碳酸酯18份、PLA塑料14份、氯化铵12份、氢氧化铝18份、碳酸镁14份、硼酸12份、云母片18份、氯化亚铁14份、氯化铁14份、苯乙烯树脂12份、磁粉18份、1,6-己二醇二丙烯酸酯14份、POE塑料12份、聚丙烯酸酯18份、聚丁二酸丁二醇酯14份、薄荷醇12份、碳酸氢钠18份、茶树精油14份、双十八烷基二甲基氯化铵12份、次亚磷酸钠18份、尼泊金丁酯14份、壳聚糖14份。进一步地,上述3D打印耗材,由以下质量份数的组分组成:乙烯基三乙氧基硅烷18份、四氢呋喃20份、纳米二氧化锆16份、丙稀酸树脂14份、聚碳酸酯20份、PLA塑料16份、氯化铵14份、氢氧化铝20份、碳酸镁16份、硼酸14份、云母片20份、氯化亚铁16份、氯化铁16份、苯乙烯树脂14份、磁粉20份、1,6-己二醇二丙烯酸酯16份、POE塑料14份、聚丙烯酸酯20份、聚丁二酸丁二醇酯16份、薄荷醇14份、碳酸氢钠20份、茶树精油16份、双十八烷基二甲基氯化铵14份、次亚磷酸钠20份、尼泊金丁酯16份、壳聚糖16份。进一步地,所述磁粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为3~7:4~8:1。进一步地,所述氢氧化铝由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为3~8:2~8:1。进一步地,所述丙稀酸树脂的粘度在25℃为12000~14000mpa.s。进一步地,所述云母片由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为20~50目、50~70目、70~90目,上述三种粉体的混合质量比例为2~4:3~5:1。进一步地,所述聚丙烯酸酯的粘度在25℃为8000~10000mpa.s。进一步地,上述3D打印耗材制备方法步骤如下:(1)将所述质量份数的乙烯基三乙氧基硅烷、四氢呋喃、纳米二氧化锆、丙稀酸树脂、聚碳酸酯、PLA塑料、氯化铵、氢氧化铝、碳酸镁、硼酸、云母片、氯化亚铁、氯化铁、苯乙烯树脂、磁粉、1,6-己二醇二丙烯酸酯、POE塑料、薄荷醇、碳酸氢钠、茶树精油、双十八烷基二甲基氯化铵、壳聚糖予以混合,超声高速分散,超声波频率为20~40KHz,分散速度5000~5400r/min左右,分散时间为30~60min;(2)加入所述质量份数的聚丙烯酸酯、聚丁二酸丁二醇酯,超声高速分散,超声波频率为20~35KHz,分散速度4800~5200r/min左右,分散时间为30~50min;(3)加入所述质量份数的次亚磷酸钠、尼泊金丁酯,超声高速分散,超声波频率为20~30KHz,分散速度4600~4800r/min左右,分散时间为20~40min;混合均匀后制得本品。该发明的有益效果在于:本发明耗材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。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本实施例中的3D打印耗材,由以下质量份数的组分组成:乙烯基三乙氧基硅烷14份、四氢呋喃16份、纳米二氧化锆12份、丙稀酸树脂10份、聚碳酸酯16份、PLA塑料12份、氯化铵10份、氢氧化铝16份、碳酸镁12份、硼酸10份、云母片16份、氯化亚铁12份、氯化铁12份、苯乙烯树脂10份、磁粉16份、1,6-己二醇二丙烯酸酯12份、POE塑料10份、聚丙烯酸酯16份、聚丁二酸丁二醇酯12份、薄荷醇10份、碳酸氢钠16份、茶树精油12份、双十八烷基二甲基氯化铵10份、次亚磷酸钠16份、尼泊金丁酯12份、壳聚糖12份。所述磁粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为3:4:1。所述氢氧化铝由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为3:2:1。所述丙稀酸树脂的粘度在25℃为12000mpa.s。所述云母片由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为20~50目、50~70目、70~90目,上述三种粉体的混合质量比例为2:3:1。所述聚丙烯酸酯的粘度在25℃为8000mpa.s。上述3D打印耗材制备方法步骤如下:(1)将所述质量份数的乙烯基三乙氧基硅烷、四氢呋喃、纳米二氧化锆、丙稀酸树脂、聚碳酸酯、PLA塑料、氯化铵、氢氧化铝、碳酸镁、硼酸、云母片、氯化亚铁、氯化铁、苯乙烯树脂、磁粉、1,6-己二醇二丙烯酸酯、POE塑料、薄荷醇、碳酸氢钠、茶树精油、双十八烷基二甲基氯化铵、壳聚糖予以混合,超声高速分散,超声波频率为20kHz,分散速度5400r/min左右,分散时间为60min;(2)加入所述质量份数的聚丙烯酸酯、聚丁二酸丁二醇酯,超声高速分散,超声波频率为20kHz,分散速度5200r/min左右,分散时间为50min;(3)加入所述质量份数的次亚磷酸钠、尼泊金丁酯,超声高速分散,超声波频率为20kHz,分散速度4800r/min左右,分散时间为40min;混合均匀后制得本品。实施例2本实施例中的3D打印耗材,由以下质量份数的组分组成:乙烯基三乙氧基硅烷16份、四氢呋喃18份、纳米二氧化锆14份、丙稀酸树脂12份、聚碳酸酯18份、PLA塑料14份、氯化铵12份、氢氧化铝18份、碳酸镁14份、硼酸12份、云母片18份、氯化亚铁14份、氯化铁14份、苯乙烯树脂12份、磁粉18份、1,6-己二醇二丙烯酸酯14份、POE塑料12份、聚丙烯酸酯18份、聚丁二酸丁二醇酯14份、薄荷醇12份、碳酸氢钠18份、茶树精油14份、双十八烷基二甲基氯化铵12份、次亚磷酸钠18份、尼泊金丁酯14份、壳聚糖14份。所述磁粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为5:6:1。所述氢氧化铝由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为5:5:1。所述丙稀酸树脂的粘度在25℃为13000mpa.s。所述云母片由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为20~50目、50~70目、70~90目,上述三种粉体的混合质量比例为3:4:1。所述聚丙烯酸酯的粘度在25℃为9000mpa.s。上述3D打印耗材制备方法步骤如下:(1)将所述质量份数的乙烯基三乙氧基硅烷、四氢呋喃、纳米二氧化锆、丙稀酸树脂、聚碳酸酯、PLA塑料、氯化铵、氢氧化铝、碳酸镁、硼酸、云母片、氯化亚铁、氯化铁、苯乙烯树脂、磁粉、1,6-己二醇二丙烯酸酯、POE塑料、薄荷醇、碳酸氢钠、茶树精油、双十八烷基二甲基氯化铵、壳聚糖予以混合,超声高速分散,超声波频率为30kHz,分散速度5200r/min左右,分散时间为45min;(2)加入所述质量份数的聚丙烯酸酯、聚丁二酸丁二醇酯,超声高速分散,超声波频率为27kHz,分散速度5000r/min左右,分散时间为40min;(3)加入所述质量份数的次亚磷酸钠、尼泊金丁酯,超声高速分散,超声波频率为25kHz,分散速度4700r/min左右,分散时间为30min;混合均匀后制得本品。实施例3本实施例中的3D打印耗材,由以下质量份数的组分组成:乙烯基三乙氧基硅烷18份、四氢呋喃20份、纳米二氧化锆16份、丙稀酸树脂14份、聚碳酸酯20份、PLA塑料16份、氯化铵14份、氢氧化铝20份、碳酸镁16份、硼酸14份、云母片20份、氯化亚铁16份、氯化铁16份、苯乙烯树脂14份、磁粉20份、1,6-己二醇二丙烯酸酯16份、POE塑料14份、聚丙烯酸酯20份、聚丁二酸丁二醇酯16份、薄荷醇14份、碳酸氢钠20份、茶树精油16份、双十八烷基二甲基氯化铵14份、次亚磷酸钠20份、尼泊金丁酯16份、壳聚糖16份。所述磁粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为7:8:1。所述氢氧化铝由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为8:8:1。所述丙稀酸树脂的粘度在25℃为14000mpa.s。所述云母片由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为20~50目、50~70目、70~90目,上述三种粉体的混合质量比例为4:5:1。所述聚丙烯酸酯的粘度在25℃为10000mpa.s。上述3D打印耗材制备方法步骤如下:(1)将所述质量份数的乙烯基三乙氧基硅烷、四氢呋喃、纳米二氧化锆、丙稀酸树脂、聚碳酸酯、PLA塑料、氯化铵、氢氧化铝、碳酸镁、硼酸、云母片、氯化亚铁、氯化铁、苯乙烯树脂、磁粉、1,6-己二醇二丙烯酸酯、POE塑料、薄荷醇、碳酸氢钠、茶树精油、双十八烷基二甲基氯化铵、壳聚糖予以混合,超声高速分散,超声波频率为40kHz,分散速度5000r/min,分散时间为30min;(2)加入所述质量份数的聚丙烯酸酯、聚丁二酸丁二醇酯,超声高速分散,超声波频率为35kHz,分散速度4800r/min,分散时间为30min;(3)加入所述质量份数的次亚磷酸钠、尼泊金丁酯,超声高速分散,超声波频率为30kHz,分散速度4600r/min左右,分散时间为20min;混合均匀后制得本品。对照例本对照例用于3D打印耗材,其原料组成为100质量份数的聚丁二酸丁二酯和8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15h;2)将100重量份的聚丁二酸丁二酯,1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性能测试对比结果性能测试结果实施例1实施例2实施例3对照组拉伸强度/MPa56.857.955.327.1拉伸模量/MPa1649.91818.61865725.3断裂伸长率/%959786206冲击强度/kJ·m-218.417.918.37.5零切粘度/Pa·s388139853887851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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