一种用于3d打印的夜光复合材料及其制备方法
【专利摘要】一种用于3D打印的夜光复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域，其中：高分子聚合物：97?99、颜料粉末：0.0001?0.001、无机填料：0.0001?0.001、夜光粉：0.005?0.05、粘结料：0.5?3、偶联剂：0?0.003。其制备方法包括：1)对夜光粉进行表面处理；2)将高分子聚合物颗粒烘烤，使水分蒸发；再将其余组份的原料混合均匀；3)热融后进入冷却定型台冷却；4)将从冷却定型台出来后的成型物放入风干机吹干水份；经过双向激光测径仪测径后送入牵引机调径，经调径后的塑料丝进入力矩电机绕线即得3D打印高分子聚合物成品。其发明目的是保持良好的韧性和力学性质，显示出夜光或发光的性能。
【专利说明】
一种用于3D打印的夜光复合材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高分子材料，尤其涉及ABS[丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物]聚合 物和PLA[聚乳酸]，特指一种用于3D打印的夜光复合材料。
【背景技术】
[0002] 3D打印技术是近目前逐渐热门兴起的一种快速成型技术，能在精确定位下逐层堆 积构建各种三维物体。目前用于3D打印聚合物材料有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物 (ABS)、聚乳酸(PLA)、尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)和聚乙烯醇(PVA)等，而应用最为广泛的是 PLA和ABS高聚物，其中PLA因其具有可生物降解性，无毒、无刺鼻性气味，熔融温度低、透明 易染色、且价格便宜而最受欢迎。目前，随着3D打印机技术逐渐发展，对3D打印产品的功能 性要求也日益增加。对具有夜光功能的3D打印材料更是目前紧缺的材料，夜光材料主要应 用的领域有马路上的指示标志，室内的指示标志等，该材料可以白天吸收光能并储存，晚上 发光，指示标志，既节能又环保。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的缺失和市场发展的需要，本发明的目的在于提供一种用于3D打印 的夜光复合材料及其制备方法。通过在3D打印原材料上进行功能化改性，实现夜光性能，概 节能环保又丰富3D打印的材料和打印领域。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种用于3D打印的夜光复合材 料及其制备方法，其复合材料在于其各组分按照重量份计为： 高分子聚合物： 97-99份
[0005] 颜料粉木： 0. 0001-0, 001 份 无机墙料： 0.0001-0.001份 夜光粉： 0. 005-0. 0Γ)份
[0006] 粘结料： 0. 5-3份 偶联剂： 0-0. 003:份
[0007] 其中，所述的高分子聚合物为分子量大于8万的聚乳酸(PLA)或丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯三元共聚物(ABS);所述的颜料粉末包括无机颜料和有机颜料，其中无机颜料为钛白、 锌钡白、铅铬黄、铁蓝中的一种;有机颜料为大红粉、偶淡黄、酞菁蓝、喹吖啶酮中的一种;所 述的无机填料为超细碳酸钙，超细二氧化硅，滑石粉中的一种;所述的夜光粉为铝酸盐和硅 酸盐中的其中一种，其中铝酸盐的有发黄绿色夜光的SrAl2〇4和发蓝绿色夜光的Sr4Al 7〇25， 硅酸盐的有发蓝色夜光的Sr2MgSi2〇7;所述的粘结料为热固性弹性体、热塑性弹性体中的一 种;所述的偶联剂为硅烷偶联剂，种类为KH-590、KH-570、KH-560和KH-550中的一种以 上。
[0008] 其制备方法在于包括如下步骤：
[0009] 1)用夜光粉质量分数1 % -50 %的偶联剂对夜光粉进行表面处理，增加其表面活 性，使之更有利于夜光粉与基体材料之间的相容或粘接；
[0010] 2)把97-99重量份的高分子聚合物颗粒烘烤2.5-3.2小时，使水分蒸发；再将 0.001-0.01份的颜料、0.0001-0.001份的填料、0.005-0.05份的夜光粉以及0.5-3份的粘结 料混合均匀；
[0011] 3)将混合均匀的原料投入螺杆挤出机中热融，挤出机的温度设置为：机头一区 180-190°C、机筒一区190-200°C、机筒二区200-210°C、机筒三区195-210°C，从挤出机出来 的熔融物进入冷却定型台以冷水冷却；
[0012] 4)将从冷却定型台出来后的成型物放入风干机吹干水份;经过双向激光测径仪测 径后送入牵引机调径，经调径后的塑料丝进入力矩电机绕线即得3D打印高分子聚合物成 品。
[0013] 本发明中使用的纳米夜光粉末粒径为10-1000nm，其比表面积可达50-200m2/g。能 较好地分散到高分子聚合物材料中。
[0014] 本发明制备的单丝的平均直径为1.75mm±2%和3mm±2%。
[0015] 本发明的3D打印聚合物材料在保持良好的韧性和力学性质外，还显示出了夜光或 发光的性能。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
[0017] 实施例！
[0018] ABS:99份
[0019] 铅铬黄:0.001份
[0020] 钛白：0.0005份
[0021] 黄绿色SrAl2〇4夜光粉:0.015份
[0022] SEBS:0.9815份
[0023] 偶联剂KH-590:0.002份
[0024] 先把ABS投入干燥机中烘烤3小时，使水分完全蒸发;再将配方量的原料投入混料 机中混料10分钟;再将混合均匀的原料投入单螺杆塑料挤出机中，挤出机的温度设置为:机 头一区190°C、机筒一区195°C、机筒二区200°C、机筒三区196°C，主机转速设置为148.6RPM/ min;从挤出机出来的熔融物进入冷却定型台以水冷却;从冷却定型台出来后的成型丝状塑 料进入风干机把水吹干;从风干机出来后经过双向激光测径仪然后送入牵引机;最后塑料 丝进入力矩电机绕线即得成品。
[0025] 实施例2
[0026] ABS:99份
[0027] 铅铬黄:0.001份
[0028] 钛白：0.0005份
[0029] 蓝绿色Sr4Ah〇25夜光粉:0.015份
[0030] SEBS:0.9815份
[0031] 偶联剂 KH-590:0.002份
[0032] 先把ABS投入干燥机中烘烤3小时，使水分完全蒸发;再将配方量的原料投入混料 机中，混料机设置工作时间10分钟;将混合均匀的原料投入到单螺杆塑料挤出机中，挤出机 的温度设置为:机头一区190°C、机筒一区195°C、机筒二区200°C、机筒三区196°C，主机转速 设置为最高速度;从挤出机出来的恪融物进入冷却定型台以自来水冷却；从冷却定型台出 来后的成型丝状塑料进入风干机把水吹干;从风干机出来后经过双向激光测径仪然后送入 牵引机;最后塑料丝进入力矩电机绕线即得成品。
[0033] 实施例3
[0034] PLA:99份
[0035] 铅铬黄:0.001份
[0036] 钛白：0.0005份
[0037] 黄绿色SrAl2〇4夜光粉:0.009份
[0038] 弹性体:0.9875份
[0039] 偶联剂KH-590:0.002份
[0040] 先把PLA投入干燥机中烘烤3小时，使水分完全蒸发;再将配方量的原料投入混料 机中，混料机设置工作时间12分钟;将混合均匀的原料投入到单螺杆塑料挤出机中，挤出机 的温度设置为:机头一区193°C、机筒一区200°C、机筒二区205°C、机筒三区202°C，主机转速 设置为最高速度;从挤出机出来的恪融物进入冷却定型台以自来水冷却；从冷却定型台出 来后的成型丝状塑料进入风干机把水吹干;从风干机出来后经过双向激光测径仪然后送入 牵引机;最后塑料丝进入力矩电机绕线即得成品。
[0041 ] 实施例4
[0042] PLA:99份
[0043] 铅铬黄:0.001份
[0044] 钛白：0.0005份
[0045] 蓝绿色Sr4Ah〇25夜光粉:0.009份
[0046] 弹性体:0.9875份
[0047] 偶联剂KH-590:0.002份
[0048] 先把PLA投入干燥机中烘烤3小时，使水分完全蒸发;再将配方量的原料投入混料 机中，混料机设置工作时间12分钟;将混合均匀的原料投入到单螺杆塑料挤出机中，挤出机 的温度设置为:机头一区193°C、机筒一区200°C、机筒二区205°C、机筒三区202°C，主机转速 设置为最高速度;从挤出机出来的恪融物进入冷却定型台以自来水冷却；从冷却定型台出 来后的成型丝状塑料进入风干机把水吹干;从风干机出来后经过双向激光测径仪然后送入 牵引机;最后塑料丝进入力矩电机绕线即得成品。
[0049] 实施例5
[0050] PP:99份
[0051 ]铅铬黄:0.0015 份
[0052] 钛白：0.0005份
[0053] 黄绿色SrAl2〇4夜光粉:0.018份
[0054] 弹性体:0.978份
[0055] 偶联剂KH-590:0.002份
[0056]先把PP投入干燥机中烘烤3小时，使水分完全蒸发;再将配方量的原料投入混料机 中，混料机设置工作时间12分钟;将混合均匀的原料投入到单螺杆塑料挤出机中，挤出机的 温度设置为:机头一区195°C、机筒一区1950°C、机筒二区200°C、机筒三区200°C)，主机转速 设置为最高速度;从挤出机出来的恪融物进入冷却定型台以自来水冷却；从冷却定型台出 来后的成型丝状塑料进入风干机把水吹干;从风干机出来后经过双向激光测径仪然后送入 牵引机;最后塑料丝进入力矩电机绕线即得成品。
[0057] 实施例6
[0058] HIPS:99份
[0059] 铅铬黄:0.001份
[0060] 钛白：0.0005份
[0061] 黄绿色SrAl2〇4夜光粉:0.017份
[0062] 弹性体:0.9795份
[0063] 偶联剂KH-590:0.002份
[0064] 先把HIPS投入干燥机中烘烤3小时，使水分完全蒸发;再将配方量的原料投入混料 机中，混料机设置工作时间12分钟;将混合均匀的原料投入到单螺杆塑料挤出机中，挤出机 的温度设置为:机头一区192°C、机筒一区195°C、机筒二区200°C、机筒三区196°C)，主机转 速设置为最高速度;从挤出机出来的恪融物进入冷却定型台以自来水冷却;从冷却定型台 出来后的成型丝状塑料进入风干机把水吹干;从风干机出来后经过双向激光测径仪然后送 入牵引机;最后塑料丝进入力矩电机绕线即得成品。
[0065]实施案例性能对比
[0066] 以下为本夜光材料实施案例中的一些性能比较。
[0067]
【主权项】
1. 一种用于3D打印的夜光复合材料，其各组分按照重量份计为：2. 根据权利要求1所述的一种用于3D打印的夜光复合材料，其特征在于:所述的高分子 聚合物为分子量大于8万的聚乳酸或丙締腊-下二締-苯乙締=元共聚物。3. 根据权利要求1所述的一种用于3D打印的夜光复合材料，其特征在于:所述颜料粉末 包括无机颜料和有机颜料，其中无机颜料为铁白、锋领白、铅铭黄、铁蓝中的一种;有机颜料 为大红粉、偶淡黄、献菁蓝、哇叮晚酬中的一种。4. 根据权利要求1所述的一种用于3D打印的夜光复合材料，其特征在于:所述的无机填 料为超细碳酸巧，超细二氧化娃，滑石粉中的一种;所述夜光粉为侣酸盐和娃酸盐中的其中 一种，其中侣酸盐为SrAl2〇4或Sr4Al7〇25，娃酸盐为Sr2MgSi2〇7。5. 根据权利要求1所述的一种用于3D打印的夜光复合材料，其特征在于:所述的粘结料 为热固性弹性体、热塑性弹性体中的一种。6. 根据权利要求1所述的一种用于3D打印的夜光复合材料，其特征在于:所述的偶联剂 为硅烷偶联剂，种类为KH-590、KH-570、KH-560和KH-550中的一种W上。7. 根据权利要求1所述的一种用于3D打印的夜光复合材料制备方法，其特征在于包括 如下步骤： 1) 用夜光粉质量分数1 % -50 %的偶联剂对夜光粉进行表面处理，增加其表面活性； 2) 把97-99重量份的高分子聚合物颗粒烘烤2.5-3.2小时，使水分蒸发；再将0 . OOl- 0.0 l份的颜料、0.0 OOl-O. OOl份的填料、0.005-0.05份的夜光粉W及0.5-3份的粘结料混合 均匀； 3) 将混合均匀的原料投入螺杆挤出机中热融，挤出机的溫度设置为:机头一区180-190 °C、机筒一区190-200°C、机筒二区200-210°C、机筒S区195-210°C，从挤出机出来的烙融物 进入冷却定型台W冷水冷却； 4) 将从冷却定型台出来后的成型物放入风干机吹干水份;经过双向激光测径仪测径后 送入牵引机调径，经调径后的塑料丝进入力矩电机绕线即得3D打印高分子聚合物成品。
【文档编号】C08K9/06GK105907026SQ201610424494
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】聂健良, 谷文亮, 周武艺
【申请人】广州飞胜高分子材料有限公司