3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料，是由以下重量份数的组分制成：聚碳酸酯90～110份、光致储能荧光剂1～10份、抗氧剂0.05～0.18份、润滑剂0.05～0.18份、阻燃剂2～5份、丙烯酸透明光油1.67～16.7份、稀释剂0.58～5.8份。本发明专利技术提供的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料在在配方中加入高温润滑剂，可以降低在3D打印过程中的加工温度，提高打印速度；通过在配方中加入高温抗氧剂，可以有效的防止聚碳酸酯在长时间高温条件下的老化。通过在配方中加入阻燃剂，可以有效的对聚碳酸酯起到阻燃作用，最终形成一种能够适应外部环境且长时间具有荧光效果的3D打印桥梁。

Fluorescent Modified Polycarbonate Composites for 3D Printing and Their Preparation and Application

The invention discloses a fluorescent modified polycarbonate composite material for 3D printing, which is made of 90-110 parts of polycarbonate, 1-10 parts of photoenergy storage fluorescent agent, 0.05-0.18 parts of antioxidant, 0.05-0.18 parts of lubricant, 2-5 parts of flame retardant, 1.67-16.7 parts of transparent acrylic oil and 0.58-5.8 parts of diluent. The fluorescent modified polycarbonate composite material for 3D printing provided by the invention can reduce the processing temperature and improve the printing speed in the process of 3D printing by adding high temperature lubricant in the formula, and can effectively prevent the aging of polycarbonate under long time and high temperature conditions by adding high temperature antioxidant in the formula. By adding flame retardant in the formulation, the flame retardant effect of polycarbonate can be effectively achieved. Finally, a 3D printing Bridge with fluorescence effect can be formed, which can adapt to the external environment for a long time.

【技术实现步骤摘要】
3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料及制备方法与应用
本专利技术属于打印材料
，具体地说，涉及一种3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
光致储能荧光剂是一种具有特殊晶体结构的发光物质，具有很强的吸光-蓄光-发光能力，当受到自然光和灯光的照射时，吸收并储存部分光能量，并在黑暗中再以可见光的形式缓慢释放，发光材料经过光照后，在黑暗中可自动发光，吸光和发光的过程可以无数次重复，发光寿命达20年以上。在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后，把光能储存起来，停止光照射后，再缓慢的以荧光的方式释放出来，因此，在夜间或黑暗处，可以看到发光，持续时间长达几小时至十几个小时。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料。本专利技术的第二个目的是提供一种所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料的制备方法。本专利技术的第三个目的是提供一种所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料在3D打印
中的应用。本专利技术的第四个目的是提供一种所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料在3D打印景观桥梁中的应用。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术的第一个方面提供了一种3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料，是由以下重量份数的组分制成：所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料是由以下重量份数的组分制成：所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料是由以下重量份数的组分制成：所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，挤出级，熔融指数为15，分子量为20000-40000，牌号为LG201-15，购自苏州俊俊塑胶原料公司，原厂家韩国LG-DOW公司。所述光致储能荧光剂为蓝色型号华奎牌，购自广州市华奎化工有限公司。所述丙烯酸透明光油为华奎牌，主要成分为二甲苯，购自广州市华奎化工有限公司。所述稀释剂为X8型号华奎牌，购自广州市华奎化工有限公司。所述抗氧剂为抗氧剂9228，购自巴斯夫新材料有限公司。所述阻燃剂为阻燃剂KS-290，购自巴斯夫新材料有限公司。所述润滑剂为润滑剂LUBDEEP200，购自上海帝润化工有限公司。本专利技术的第二个方面提供了一种所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：将干燥的光致储能荧光剂与丙烯酸透明光油以质量比3:5混合，加入稀释剂调节混料的粘稠性，再将上述混合均匀的光致储能荧光剂与抗氧剂、阻燃剂和润滑剂混合搅拌，得到混合料；将干燥的聚碳酸酯和上述混合料预先在球磨混合机搅拌混合均匀，采用一步法在双螺旋挤出机熔融共混后挤出造粒，按照材料的设置参数，一区温控、二区温控到机头温控依次设置为235℃，240℃，245℃，250℃，255℃，250℃，245℃，获得所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料。由于光致储能荧光剂的比重大，下沉的速度快，并且保证混合材料的亮度。因此，在制备混合材料的时候，需要加入丙烯酸透明光油，保证丙烯酸透明光油与光致储能荧光剂搅拌均匀，操作过程中，应注意一边搅拌一边往光致储能荧光剂中涂上丙烯酸透明光油。混合比例为3:5，进一步地为了避免混料粘稠，加入丙烯酸透明光油稀释剂。所述干燥的聚碳酸酯是将聚碳酸酯材料放置在鼓风干燥箱120℃的环境下干燥24h。所述干燥的光致储能荧光剂是将光致储能荧光剂放置在太阳光环境下干燥，温度25～30℃干燥24h。本专利技术的第三个方面提供了一种所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料在3D打印
中的应用。本专利技术的第四个方面提供了一种所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料在3D打印景观桥梁中的应用。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点和有益效果：本专利技术提供的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料在聚碳酸酯PC树脂中加入光致储能荧光剂和加工助剂，使最终打印的景观桥梁能够在夜晚具有荧光效果，通过3D打印方式使得光致储能荧光剂在PC树脂中均匀分散，并且添加光致储能荧光剂后的PC制件的力学性能不低于3D打印PC制件的60～80％，3D打印的景观桥梁的承载能力达到10～60kg/m2。本专利技术提供的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料在在配方中加入高温润滑剂，可以降低在3D打印过程中的加工温度，提高打印速度；通过在配方中加入高温抗氧剂，可以有效的防止聚碳酸酯在长时间高温条件下的老化。通过在配方中加入阻燃剂，可以有效的对聚碳酸酯起到阻燃作用，最终形成一种能够适应外部环境且长时间具有荧光效果的3D打印桥梁。本专利技术提供的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料选用光致储能荧光剂作为聚碳酸酯树脂的荧光材料；对添加光致储能荧光剂后聚碳酸酯制件的机械性能如冲击强度和拉伸强度进行测试，测试出的冲击数据分析可知，与纯PC材料进行对比，实施例2的冲击强度与纯聚碳酸酯材料相比，相差5.8％，三种配方材料实施例2的冲击强度性能较好；通过扫描电镜观察光致储能荧光剂在PC树脂中分散情况，实施例1、实施例2和实施例3获得的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料的断面形貌不同放大倍数示意图，比较观察分析，明显观察得知实施例2材料的混料分散情况较好，放大100倍容易观察到光致储能荧光剂与PC材料断面接触面较光滑，放大500倍得到的局部图得知两种材料的接触面较均匀；测试混料在室内和室外的光强度，比较两者之间的差别，实施例1、实施例2和实施例3材料获得的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料的室内光强度和室外光强度有明显的差别，在室外条件下受到太阳光和紫外线的双重作用，光致储能荧光剂比例较多的实施例3材料会吸收大量光能量，得到的室内和室外光强度相对较高。进一步考察光致储能荧光剂在受到室内与室外光能的激发自身释放出的能量大小关系，在室外光能的激发下，混料自身在其他助剂材料的保护下释放出的能量远远大于在室内光能激发下混料释放的能量。本专利技术提供的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料的技术指标如分散性、光强度大小、机械性能应达到相关的要求，使得荧光材料在PC树脂中均匀分散。本专利技术提供的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料蓄光时间短，亮度高，余晖时间长；粒径小，粒度分布均匀，保证产品的光洁度；稳定的物理和化学属性。附图说明图1是实施例1～3获得的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料的直观效果图。图2是实施例1～3获得的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料的断面形貌不同放大倍数示意图。其中：1为实施例1获得3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料，2为实施例1获得3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料，3为实施例1获得3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。实施例1一种3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料，是由以下重量份数的组分制成：聚碳酸酯LG201-15：100份，光致储能荧光剂：4份；抗氧剂9228：0.1份；润滑剂LUBDEEP200：0.12份；阻燃剂KS-290：3份；丙烯酸透明光油：6.68份；稀释剂：2.32份。所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：实验操作之前，将聚碳酸酯材料放置在鼓风干燥箱120℃的环境下干燥24h，光致储能荧光剂放置在太阳光环境下干燥，温度25～30℃干燥24h。称取聚碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料，其特征在于：是由以下重量份数的组分制成：

【技术特征摘要】
1.一种3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料，其特征在于：是由以下重量份数的组分制成：2.根据权利要求1所述的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料是由以下重量份数的组分制成：3.根据权利要求2所述的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料是由以下重量份数的组分制成：4.根据权利要求1至3任一项所述的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，挤出级，熔融指数为15，分子量为20000-40000。5.一种权利要求1至4任一项所述的3D打印用荧光改性聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将干燥的光致储能荧光剂与丙烯酸透明光油以质量比3:5混合，加入稀释剂调节混料的粘稠性，再将上述混合均匀的光致储能荧光剂与抗氧剂、阻燃剂和润滑剂混合搅拌，得到混合料；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓明，龚明，周鸣，陆承麟，郎美东，尹晓源，孙云龙，文联磊，王照闯，刘佳，
申请(专利权)人：上海市机械施工集团有限公司，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31