本發明專利技術公開了一種低溫3D打印材料，按重量份數計，包括以下組分：聚己內酯70?85份，復合環氧樹脂2?8份，聚對苯二甲酸丙二醇酯1?3份，鄰苯二甲酸二異癸酯1?5份，成核劑1?3份，交聯劑1?3份，沉淀硫酸鋇8?23份，潤滑劑1?3份，納米粒子0.1?0.5份；所述復合環氧樹脂包括雙酚A型環氧樹脂和雙酚F型環氧樹脂，所述雙酚A型環氧樹脂和雙酚F型環氧樹脂的重量比為2?5：1。本發明專利技術可以提高低溫3D打印材料的結晶硬度和表面光澤度。
A Low Temperature 3D Printing Material and Its Preparation Method
The invention discloses a low-temperature 3D printing material, which comprises the following components by weight: polycaprolactone 70_85, composite epoxy resin 2_8, polypropylene terephthalate 1_3, diisodecyl phthalate 1_5, nucleating agent 1_3, crosslinking agent 1_3, precipitation of barium sulfate 8_23, lubricant 1_3, nanoparticles 0.1_5; Epoxy resin includes bisphenol A epoxy resin and bisphenol F epoxy resin. The weight ratio of bisphenol A epoxy resin and bisphenol F epoxy resin is 2 5:1. The invention can improve the crystallization hardness and surface gloss of high and low temperature 3D printing materials.
【技術實現步驟摘要】
一種低溫3D打印材料及其制備方法
本專利技術屬于3D打印材料
，具體涉及一種低溫3D打印材料及其制備方法。
技術介紹
聚己內酯(Polycaprolactone，簡稱PCL)，是由ε-己內酯在金屬有機化合物(如四苯基錫)做催化劑，二羥基或三羥基做引發劑條件下開環聚合而成，屬于聚合型聚酯，其分子量與歧化度隨起始物料的種類和用量不同而異，其結構重復單元上有5個非極性亞甲基-CH2和一個極性酯基-COO-。聚己內酯具有很好的柔韌性、記憶性和易加工性，同時在自然界中酯基結構易被微生物或酶分解，在土壤和水環境中，6-12月可完全分解成CO2和H2O具有生物可降解性，良好的相容性可和PE、PP、ABS、AS、PC、PVAC、PVB、PVE、PA、PLA天然橡膠等很好地互容。在體內與生物細胞相容性很好，細胞可在其基架上正常生長，并可降解成CO2和H2O，具有生物相容性。Tg為-60℃，非常柔軟，具有極大的伸展性；其熔點為60-63℃，可在低溫成型。具有高結晶性和低熔點性，PCL是一種半結晶型無毒性聚合物，結晶度約為45％左右，具有超低的玻璃化溫度Tg(約-60℃)，聚己內酯不易吸水，可采用擠出、吹塑、注塑等方法制成纖維、薄片、片材、線材等；聚己內酯分解溫度約為350℃，而其它聚酯的分解溫度一般為250℃左右，因此它具有很好的熱穩定性。目前在3D打印行業，聚己內酯材料作為3D打印材料存在如下問題，①：聚己內酯材料結晶硬度偏軟導致齒輪在輸送過程中咬合不緊造成送料打滑不能持續送料，②：材料表面光滑度存在粗糙的現象，在送料過程增加了線材與進料管內壁的摩擦力進而增加了馬達的負載，以上問題嚴重影響了打印正常的使用。與此同時，現有的低溫3D打印材料的結晶硬度和表面光澤度也無法滿足現有行業的要求，有待進一步提高。
技術實現思路
針對現有技術存在的問題，本專利技術提供了一種低溫3D打印材料及其制備方法。來克服現有技術中聚己內酯存在的缺點，并提高產品的實用性。本專利技術可以顯著提高聚己內酯結晶硬度和表面的光澤度，解決齒輪在輸送過程中咬合不緊造成送料打滑不能持續送料的問題和在送料過程中增加線材與進料管內壁的摩擦力的問題，進而提高了聚己內酯低溫耗材在3D打印領域的的實用性，同時提高低溫3D打印材料的結晶硬度和表面光澤度。本專利技術采用以下技術方案：一種低溫3D打印材料，按重量份數計，包括以下組分：所述復合環氧樹脂包括雙酚A型環氧樹脂和雙酚F型環氧樹脂，所述雙酚A型環氧樹脂和雙酚F型環氧樹脂的重量比為2-5：1。雙酚A型環氧樹脂和雙酚F型環氧樹脂混合制得所述復合環氧樹脂。進一步地，所述聚己內酯的分子量為40000-80000。進一步地，所述雙酚A型環氧樹脂的環氧值為0.23-0.38，雙酚F型環氧樹脂的環氧值為0.2-0.5。進一步地，所述成核劑為山梨醇。進一步地，所述交聯劑為烯類單體。進一步地，所述交聯劑為丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、羥甲基丙烯酰胺(或N-羥甲基丙烯酰胺)中的一種或多種。進一步地，所述沉淀硫酸鋇為5000-8000目數的粉體。進一步地，所述潤滑劑為高級脂肪醇、脂肪酸醇、硅油其中的一種或多種。進一步地，所述納米粒子包括納米二氧化鈦和納米氧化鑭。可選地，納米二氧化鈦和納米氧化鑭的重量比為5-10：1。進一步地，所述納米二氧化鈦的粒徑為10-100nm；可選地，所述納米二氧化鈦的粒徑為10-50nm；可選地，所述納米二氧化鈦的粒徑為50-100nm。進一步地，所述納米氧化鑭的粒徑為50-100nm；可選地，所述納米氧化鑭的粒徑為50-80nm；所述納米氧化鑭的粒徑為80-100nm。進一步地，所述成核劑為山梨醇。一種低溫3D打印材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將聚己內酯、潤滑劑放入高速混料機中，在2-38℃下(溫度不能超過38℃)混合均勻，混合時間可以是3-8min，例如5min；(2)然后加入復合環氧樹脂、聚對苯二甲酸丙二醇酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、成核劑、交聯劑、沉淀硫酸鋇、納米粒子，在5-38℃下攪拌均勻，攪拌時間可以是3-8min，例如5min；(3)將經步驟(2)混合后的物料加入雙螺桿擠出機進行造粒，經螺桿炮筒共混熔融擠出、水冷卻、牽引、表面風干除水，得到低溫3D打印材料顆粒；其中雙螺桿擠出機的溫度設置為：一區：60-70℃；二區：80-90℃；三區：90-100℃；四區：100-110℃；五區：90-110℃；六區：80-110℃；七區80-100℃；八區：90-110℃；九區：70-80℃；螺桿轉速為300-450轉/每分鐘；水冷卻的溫度控制在0-15℃；(4)將所述低溫3D打印材料顆粒放入水分干燥機進行烘干處理，得到低溫3D打印材料干燥顆粒，水分干燥機溫度設置為35-40℃，干燥時間為2-3h；(5)將經步驟(4)烘干后的低溫3D打印材料干燥顆粒加入到單螺桿擠出機中加工得到所述低溫3D打印材料。在3D打印過程中，通常加入的成核劑和硫酸鋇或者其它助劑會影響材料的加工尺寸精度和打印溫度，而本專利技術加入了成核劑和沉淀硫酸鋇粉體后，經過試驗發現，加入的其它組分或助劑不會影響對材料加工尺寸精度和打印溫度，同時可以提高聚己內酯的材料的結晶硬度和表面光滑度，解決了聚己內酯齒輪緊密輸送問題和減少了與送料管內壁摩擦力的問題。3D打印線材在齒輪咬合輸送過程，偏軟的材料在送料到噴嘴的過程中阻力會變大，這時齒輪會把材料線徑磨損變小造成咬合不緊而不能持續送料，嚴重影響正常打印，針對這一現有技術的問題，本專利技術可以顯著提高材料的結晶硬度和產品的表面亮度，同時不影響產品的加工穩定性、物體的相容性和打印的溫度。本專利技術的低溫3D打印材料的結晶硬度為95shoreA，表面粗糙度等級為0.05微米，手感和目測試表面光滑。與現有技術相比，本專利技術的優點為：本專利技術的配方作為一個整體，各組分相互協調，可以顯著提高聚己內酯結晶硬度和表面的光澤度，解決齒輪在輸送過程中咬合不緊造成送料打滑不能持續送料的問題，以及在送料過程中增加線材與進料管內壁的摩擦力的問題，進而提高了聚己內酯低溫耗材在3D打印領域的的實用性，同時提高低溫3D打印材料的結晶硬度和表面光澤度。具體實施方式為了更好的解釋本專利技術，現結合以下具體實施例作進一步說明，但是本專利技術不限于具體實施例。實施例1一種低溫3D打印材料，制備方法包括以下步驟：(1)將83份聚己內酯(分子量為60000)(無需提前干燥處理)、1.5份白硅油放入高速混料機中，在2-38℃下(溫度不能超過38℃)混合均勻，混合時間5min；(2)然后加入2份復合環氧樹脂(雙酚A型環氧樹脂和雙酚F型環氧樹脂的重量比為2：1)、1份聚對苯二甲酸丙二醇酯、1份鄰苯二甲酸二異癸酯、1.5份成核劑、2份羥甲基丙烯酰胺、12份沉淀硫酸鋇(6000目)、0.1份納米粒子(納米二氧化鈦(粒徑10-100nm)和納米氧化鑭(粒徑50-100nm)的重量比為5：1)，在5-38℃下攪拌均勻，攪拌時間5min；(3)將經步驟(2)混合后的物料加入雙螺桿擠出機進行造粒，經螺桿炮筒共混熔融擠出、水冷卻、牽引、表面風干除水，得到低溫3D打印材料顆粒；其中雙螺桿擠出機的溫度設置為：一區：60℃；二區：85℃；三區：90℃；四區：100℃本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種低溫3D打印材料，其特征在于，按重量份數計，包括以下組分：
【技術特征摘要】
1.一種低溫3D打印材料，其特征在于，按重量份數計，包括以下組分：所述復合環氧樹脂包括雙酚A型環氧樹脂和雙酚F型環氧樹脂，所述雙酚A型環氧樹脂和雙酚F型環氧樹脂的重量比為2-5：1。2.根據權利要求1所述的低溫3D打印材料，其特征在于，所述聚己內酯的分子量為40000-80000。3.根據權利要求1所述的低溫3D打印材料，其特征在于，所述雙酚A型環氧樹脂的環氧值為0.23-0.38，雙酚F型環氧樹脂的環氧值為0.2-0.5。4.根據權利要求1所述的低溫3D打印材料，其特征在于，所述交聯劑為烯類單體。5.根據權利要求1所述的低溫3D打印材料，其特征在于，所述交聯劑為丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、羥甲基丙烯酰胺中的一種或多種。6.根據權利要求1所述的低溫3D打印材料，其特征在于，所述沉淀硫酸鋇為5000-8000目數的粉體。7.根據權利要求1所述的低溫3D打印材料，其特征在于，所述納米粒子包括納米二氧化鈦和納米氧化鑭。8.根據權利要求7所述的低溫3D打印材料，其特征在于，所述納米二氧化鈦的粒徑為10-100nm；所述納米氧化鑭的粒徑為50-100nm。9.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣昆，
申請(專利權)人：珠海市三綠實業有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44
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