本发明涉及一种3d打印用高强度pet共聚酯材料及其制备方法，属于pet共聚酯材料领域。
背景技术：
3d打印技术又称增材制造技术，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，被广泛应用于医学、生物工程、建筑、服装、航空等领域。
目前，3d打印常用的塑料为abs材料和聚乳酸材料，采用“层层叠加，层间粘接”的方法制造，但是通用的3d打印abs材料价格高于40万元/吨，聚乳酸材料价格高于20万元/吨，这样就极大的阻碍了3d打印技术的发展。
在前期的研究过程中，发明人通过以pet共聚酯为基材配合增强纤维、稳定剂、抗氧剂和润滑剂，制备得到了力学性能较好的3d打印材料。虽然添加增强纤维的方式有效地改善了拉伸强度等力学性能，但是也明显影响了3d打印材料的收缩率和尺寸稳定性。因此，有必要制备力学性能更好且收缩率小、尺寸稳定性更好的适合3d打印的材料。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种3d打印材料，不仅力学强度高，而且收缩率和尺寸稳定性得到明显提高。
本发明的3d打印材料，由以下重量份原料组成：pet共聚酯70～80份、增强纤维8～10份、偶联剂0.5～1份、稳定剂0.5～1份、抗氧剂0.5～1份、润滑剂0.5～1份、左旋聚乳酸7-9份、右旋聚乳酸1-3份。
在一种实施方式中，所述pet共聚酯的熔融温度为180℃，特性粘度为0.55-0.7dl/g。
在一种实施方式中，所述pet共聚酯的制备方法是：将500g对苯二甲酸、500g间苯二甲酸、40g邻苯二甲酸、570g丙二醇、0.5g三氧化二锑和0.2g磷酸三甲酯加入到反应釜中，然后用高纯氮气对反应釜进行置换，初始压力为0.12mpa；搅拌升温至220℃，升压至0.4mpa进行第一接触反应4小时后，再升温至275℃，减压至60pa进行第二接触反应1小时，得到共聚酯。
在一种实施方式中，所述增强纤维为短纤玻璃纤维、碳纤维和硼纤维中的一种或者几种混合物。
在一种实施方式中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或者几种的混合物。
在一种实施方式中，所述偶联剂为单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯和硅烷偶联剂kh-550按照3:2的重量比混合得到的。
在一种实施方式中，所述稳定剂为磷酸三甲酯、磷酸、磷酸三乙酯和亚磷酸三苯酯中的一种或者几种的混合物。
在一种实施方式中，所述抗氧剂为主抗氧剂1010、主抗氧剂1076、主抗氧剂1098中的任意一种和辅助抗氧剂168按(1:1)-(1:4)的比例混合。
在一种实施方式中，所述润滑剂为多元醇硬脂酸酯、硬脂酸锌和芥酸酰胺中的一种或者几种的混合物。
本发明的第二个目的是提供所述3d打印材料的制备方法。
在一种实施方式中，所述方法的步骤如下：
(1)按重量配比称取原料配方中的材料；
(2)烘料，pet共聚酯在80℃干燥3～5h；
(3)将pet共聚酯、增强纤维和偶联剂加入混料机中一起混合5～10分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合30～60分钟，出料；
(4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为170～200℃，二区温度为180～210℃，三区温度为190～220℃，四区温度为200～230℃，五区温度为200～220℃，机头温度为200～210℃，喂料速度为20～200转/分钟，螺杆转速为50～500转/分钟。
本发明的优点和效果：
(1)本发明加入特定用量的左旋聚乳酸和右旋聚乳酸，通过与特定偶联剂的协同作用，提高了材料的力学强度，同时3d打印材料的收缩率和尺寸稳定性得到明显提高。
(2)本发明的材料中加入了可降解的生物材料，环境相容性好。
(3)本发明的材料所需增强纤维添加量少，成本更低。
具体实施方案
性能测试
尺寸偏差：取pet共聚酯线材制品2米，随机挑选挑选30个点，用游标卡尺量取其直径，记为d1-d30，求得平均值d，则直径的标准偏差为
拉伸强度和缺口冲击强度：分别按照美国材料实验协会标准astmd638和astmd256进行检测。
下面是对本发明进行具体描述。
实施例1
按以下方法制备3d打印材料：
(1)按重量配比称取原料配方中的材料；其中，pet共聚酯75份、短纤玻璃纤维10份、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯0.3份、硅烷偶联剂kh-5500.2份、磷酸三甲酯0.5份、主抗氧剂10760.2份、辅助抗氧剂1680.6份、硬脂酸锌0.5份、左旋聚乳酸7份、右旋聚乳酸3份；
(2)烘料，pet共聚酯在80℃干燥5h；
(3)将pet共聚酯、短纤玻璃纤维和偶联剂加入混料机中一起混合8分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合60分钟，出料；
(4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为180℃，二区温度为200℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为210℃，机头温度为205℃，喂料速度为150转/分钟，螺杆转速为450转/分钟。
实施例2
按以下方法制备3d打印材料：
(1)按重量配比称取原料配方中的材料；其中，pet共聚酯75份、短纤玻璃纤维10份、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯0.3份、硅烷偶联剂kh-5500.2份、磷酸三甲酯0.5份、主抗氧剂10760.2份、辅助抗氧剂1680.6份、硬脂酸锌0.5份、左旋聚乳酸8份、右旋聚乳酸2份；
(2)烘料，pet共聚酯在80℃干燥5h；
(3)将pet共聚酯、短纤玻璃纤维和偶联剂加入混料机中一起混合8分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合60分钟，出料；
(4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为180℃，二区温度为200℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为210℃，机头温度为205℃，喂料速度为150转/分钟，螺杆转速为450转/分钟。
实施例3
按以下方法制备3d打印材料：
(1)按重量配比称取原料配方中的材料；其中，pet共聚酯75份、短纤玻璃纤维10份、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯0.3份、硅烷偶联剂kh-5500.2份、磷酸三甲酯0.5份、主抗氧剂10760.2份、辅助抗氧剂1680.6份、硬脂酸锌0.5份、左旋聚乳酸9份、右旋聚乳酸1份；
(2)烘料，pet共聚酯在80℃干燥5h；
(3)将pet共聚酯、短纤玻璃纤维和偶联剂加入混料机中一起混合8分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合60分钟，出料；
(4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为180℃，二区温度为200℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为210℃，机头温度为205℃，喂料速度为150转/分钟，螺杆转速为450转/分钟。
实施例4
与实施例1相比，采用的偶联剂为单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯0.5份而不添加硅烷偶联剂kh-550，其他步骤或参数与实施例1一致。
实施例5
与实施例1相比，采用的偶联剂为硅烷偶联剂kh-5500.5份而不添加单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯，其他步骤或参数与实施例1一致。
对照例1：
(1)按照重量份数计，取pet共聚酯73份、碳纤维25份、铝酸酯偶联剂1份、磷酸0.5份、主抗氧剂10760.1份、辅助抗氧剂1680.2份、硬脂酸锌0.2份。
(2)将pet共聚酯加入烘料机中，80℃干燥5h。
(3)将干燥后pet共聚酯、硼纤维和钛酸酯偶联剂加入混料机中一起混合10分钟，接着把余下的物料加入混料机中一起混合60分钟，出料。
(4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为180～190℃，二区温度为185～200℃，三区温度为190～210℃，四区温度为210～230℃，五区温度为200～220℃，机头温度为200～210℃，喂料速度为20转/分钟，螺杆转速为50转/分钟。
对照例2：
与实施例1相比，不添加左旋聚乳酸和右旋聚乳酸，其他步骤或参数与实施例1一致。
对按照实施例1-5和对照例1-2的方法制备得到的材料，进行性能测试，结果如表1。
表1不同方法制备得到的材料性能
如表1所示，实施例1的采用9份左旋聚乳酸、1份右旋聚乳酸的方案，尺寸偏差非常小，仅为对照例1的尺寸偏差的18％左右，同时通过特定比例聚乳酸和特定偶联剂的联合作用，拉伸强度等力学性能得到显著提高。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。