一种3D打印芳香族聚酯材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种3D打印聚合物材料及其制备方法。具体而言，本发明专利技术提供一种组合物，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种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。
技术介绍
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。 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—丁二烯—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。 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。
技术实现思路
本专利技术提供一种组合物，包含按重量计的以下组分： 在本专利技术的实施方案中，所述芳族聚酯可以为通式(I)所示的化合物： 其中 R彼此独立地选自H、任选被取代的C1-20烷基、任选被取代的C3-20环烷基、任选被取代的C6-20芳基、任选被取代的含有1、2、3、4、5或6个选自N、O和S的杂原子的C3-20杂环烷基、任选被取代的含有1、2、3、4、5或6个选自N、O和S的杂原子的C5-20杂芳基、任选被取代的氨基、卤素、氰基、硝基、SO3H、SO3Na或者SO3K；其中的取代基选自下列的一个或多个：C1-20烷基、C3-20环烷基、氨基、卤素、氰基、硝基、SO3H、SO3Na或者SO3K； m为1、2、3或4； n为50至500间的任意数。 在一个实施方案中，R为H。 优选地，所述芳族聚酯的特性粘数可以为例如0.65dL/g至1.20dL/g，优选0.70dL/g至1.00dL/g。 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(ΡOΕ)、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，例如有机酸的碱金属盐。其中，所述有机酸可以为芳族羧酸或脂族羧酸，所述碱金属盐可以例如为钠盐或钾盐类。 在一个实施方案中，所述成核剂可以选自苯甲酸钠、对氯苯甲酸钠、硬脂酸钠中的一种或多种。 所述抗氧剂选自抗氧剂168(亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯)、抗氧剂1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂1076(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯)、抗氧剂1035(硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯])、抗氧剂1098(N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)中的一种或至少两种的组合。 本专利技术的组合物还任选包含抗氧助剂，例如627A(双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯)。 任选地，本专利技术的组合物还可进一步包含其它添加剂，例如热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、着色剂及抗静电剂等。 本专利技术还提供一种聚合物，其由上述组合物经辐照交联，优选电子束辐照交联而得。 在本专利技术的实施方案中，所述聚合物中的凝胶含量在2重量％到40重量％之间，更优选在5重量％到25重量％之间。 本专利技术中，除非另有定义，“份”和百分比分别是指重量份和重量百分比。 术语“C1-20烷基”指直链或支链C1-20烷基，优选直链或支链C1-12烷基，例如直链或支链C1-6烷基。所述C1-20烷基包括例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、异己基等。 术语“C3-20环烷基”可以为C3-12环烷基，优选C3-8环烷基。所述C3-20环烷基包括例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基等。 术语“C3-20杂环烷基”可以含有1、2、3、4、5或6个选自N、O和S的杂原子。例如，所述C3-20杂环烷基可以为四氢呋喃基、哌啶基、哌嗪基等。 术语“C6-20芳基”可以为例如苯基或萘基。 术语“C5-20杂芳基”可以含有1、2、3、4、5或6个选自N、O和S的杂原子。例如，所述C6-20杂芳基可以为呋喃基、吡啶基、吡嗪基、喹啉基、噻唑基、三唑基等。 本专利技术还提供制备上述聚合物的方法，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。 在一个实施方案中，所述方法还任选包括在步骤1)之前将芳族聚酯和热塑性弹性体干燥，例如真空干燥。 在另一个实施方案中，在步骤1)中，用高速混合机混合均匀。 在另一个实施方案中，在步骤2)中，用双螺杆挤出机熔融共混所述混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包含按重量计的以下组分：

【技术特征摘要】
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：
其中
R彼此独立地选自H、任选被取代的C1-20烷基、任选被取代的C3-20环烷基、
任选被取代的C6-20芳基、任选被取代的含有1、2、3、4、5或6个选自N、O
和S的杂原子的C3-20杂环烷基、任选被取代的含有1、2、3、4、5或6个选自
N、O和S的杂原子的C5-20杂芳基、任选被取代的氨基、卤素、氰基、硝基、
SO3H、SO3Na或者SO3K；其中的取代基选自下列的一个或多个：C1-20烷基、
C3-20环烷基、氨基、卤素、氰基、硝基、SO3H、SO3Na或者SO3K；
m为1、2、3或4；
n为50至500间的任意数；
优选地，所述芳族聚酯的特性粘数可以为例如0.65dL/g至1.20dL/g，优选
0.70dL/g至1.00dL/g。
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-

\t乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、乙烯-辛烯共聚物(ΡOΕ)、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...

【专利技术属性】
技术研发人员：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(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11