一种3d打印芳香族聚酯材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种3D打印聚合物材料及其制备方法。具体而言，本发明提供一种组合物，包含：芳族聚酯60-90重量份，热塑性弹性体5-35重量份，敏化剂0.1-5重量份，成核剂0.1-1重量份和抗氧剂0.1-1重量份。
【专利说明】一种3D打印芳香族聚酯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种3D打印聚合物材料及其制备方法，具体涉及一种3D打印芳香族聚酯材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]3D打印技术又称增材制造技术，其基本原理是叠层制造，逐层增加材料来生成三维实体的技术。目前，3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些传统依赖的精细加工工艺。另外，3D打印技术逐渐应用于医学、生物工程、建筑、服装、航空等领域，为创新开拓了广阔的空间。
[0003]3D打印技术包含了一系列不同的技术，包括选择性激光烧结(SLS)，立体光固化(SLA)，熔融沉积成型(FDM)等等，其中FDM是最常用的一种技术工艺，原理是利用热塑性聚合物材料在熔融状态下，从喷头处挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层，再一层层叠加最终形成产品。目前市场上用于熔融挤压堆积成型技术的聚合物材料品种较少，主要依赖进口，比较常见的是丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)和尼龙(PA)，而性能较突出的常用芳族聚酯材料(例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET))在3D打印材料领域却没有得到足够重视。
[0004]芳族聚酯材料是一种非常重要的高分子材料，它具备优良的机械性能、热稳定性及化学稳定性，且成本较低，广泛应用于包装、交通、纺织、建筑等与人们日常生活紧密相关的领域。对于热塑性3D打印材料而言，必须在保证出色的熔融加工性能的同时能赋予成型部件更优异的力学性能。然而，现有的一些芳族聚酯材料在熔融加工过程中对环境条件十分敏感，很容易因降解而导致材料发脆，因此，有必要改进芳族聚酯材料以满足3D打印材料的要求。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种组合物，包含按重量计的以下组分:
[0006]
【权利要求】
1.一种组合物，包含按重量计的以下组分:
2.权利要求1所述的组合物，其中所述芳族聚酯为通式(I)所示的化合物:
3.权利要求1或2所述的组合物，其中: 所述热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、乙烯-辛烯共聚物(F0E)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)中的一种或至少两种的组合； 所述的敏化剂为1，4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二缩丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)、三羟甲基丙烯酸酯(TMPTA)中的一种或至少两种的组合； 所述成核剂可以选自下列的一种或多种:有机酸的盐，例如有机酸(例如芳族羧酸或脂族羧酸)的碱金属盐(例如为钠盐或钾盐)，所述成核剂优选选自苯甲酸钠、对氯苯甲酸钠、硬脂酸钠中的一种或多种；和/或 所述抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1035、抗氧剂1098中的一种或至少两种的组合。
4.权利要求1-3任一项所述的组合物，还包含抗氧助剂(例如THAN0X-1098或627A)、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、着色剂和/或抗静电剂。
5.一种聚合物，由权利要求1-4任一项所述的组合物经辐照交联，优选电子束辐照交联而得，所述聚合物中的凝胶含量可以在例如2重量％到40重量％之间，更优选在5重量％到25重量％之间。
6.权利要求5所述的聚合物的制备方法，包括: 1)将芳族聚酯、热塑性弹性体、敏化剂、成核剂和抗氧剂混合； 2)将所得的混合物造粒、冷冻并粉碎为粉体； 3)将所得的粉体经辐照交联，优选电子束辐照交联。
7.权利要求6所述的方法，其中: 在步骤2)中，所述粉体的粒径< Imm,例如< 0.9mm,优选约0.2至约0.8mm,例如约0.3_、约 0.4_、约 0.5_、约 0.6mm 或约 0.7mm ； 在步骤3)中，在10-40°C，优选15-35°C，更优选20-30°C，例如室温(25°C )下，优选在惰性气体(例如氮气、氩气或其混合气体等)的存在下，进行辐照交联； 所述电子束福照的剂量为1-1OOmrad,例如2_50mrad,优选5_25mrad,例如6mrad8mrad>IOmrad>12mrad>15mrad>18mrad>20mrad 或 22mracL
8.一种熔融沉积成型的方法，其中使用权利要求5所述的聚合物进行熔融沉积成型。
9.包含权利要求5所述的聚合物的打印材料，特别是3D打印材料。
10.权利要求1-4任一项所述的组合物或权利要求5所述的聚合物用于制备打印材料，特别是3D打印材料的用途。
【文档编号】C08K5/103GK103980675SQ201410183505
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】管国虎, 李春成, 朱文祥, 郑柳春, 肖耀南, 董金勇, 符文鑫, 林学春, 马永梅, 孙文华, 徐坚 申请人:中国科学院化学研究所