可逆热致变色3D打印弹性线材组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种可逆热致变色3D打印弹性线材及其制备方法，所述的可逆热致变色3D打印弹性线材重量配比如下：热塑性弹性树脂20～90份、感温变色材料5～30份、偶联剂0.5～3份、相容剂2～15份、润滑剂0.5～4份、抗氧化剂1～5份、紫外线吸收剂1～3份。制备方法为：将热塑性弹性树脂、感温变色材料、偶联剂、相容剂、润滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，依次入高速混合机中共混后通过双螺杆挤出机熔融挤出，经过冷却水槽进行冷却，干燥，卷捆，检验，包装，入库。该配方产品可广泛应用于婴儿用品、电子电器、运动鞋材等领域，解决传统材料容易造成3D打印喷头堵塞，打印效率低，同时克服传统塑料加工成型需要制作模具，不利于多样化快速生产等问题。

【技术实现步骤摘要】
可逆热致变色3D打印弹性线材组合物及其制备方法
本专利技术涉及可逆热致变材料及3D打印弹性线材领域，尤其涉及一种可逆热致变色3D打印弹性线材及其制备方法。
技术介绍
可逆热致变色材料是指当温度达到一定范围时，材料颜色发生变化，呈现出一种新的颜色，而冷却后，又恢复到原有的颜色。目前，可逆热致变色材料被广泛应用于工业示温仪表以及日常生活中的纺织服装、家用产品、防伪标记等领域。3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或树脂等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印线材种类虽然很多，但大多数都是以高分子聚合物为主要原料，如ABS、PE、PC等，这些材料容易造成3D打印喷头堵塞，影响打印效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于结合3D打印技术，提供一种可逆热致变色3D打印弹性线材及其制备方法，解决传统材料容易造成3D打印喷头堵塞，打印效率低，同时克服传统塑料加工成型需要制作模具，不利于多样化快速生产等问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种可逆热致变色3D打印弹性线材组合物，其包括按重量份数计的如下组分：作为优选方案，所述热塑性弹性树脂包括TPE、TPV和TPEE中的至少一种。作为优选方案，所述感温变色材料为聚烯丙基甲醇类、羧酸类中的至少一种。作为优选方案，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的至少一种。作为优选方案，所述相容剂为SBS-g-MAH、EVA-g-MAH中的至少一种，接枝率为0.5～1.0％。作为优选方案，所述的润滑剂为白矿油、环烷油中的至少一种。作为优选方案，所述抗氧化剂为抗氧化剂1098和抗氧化剂168的混合物，所述抗氧化剂1098和抗氧化剂的重量比为(1～3):1。作为优选方案，所述紫外线吸收剂为苯酮类、苯并三唑类中的至少一种。一种如前述的可逆热致变色3D打印弹性线材组合物的制备方法，其包括如下步骤：S1：将热塑性弹性树脂、感温变色材料、偶联剂、相容剂、润滑剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂依次投入高速混合机中，以50～100rpm的转速搅拌0.5～1h后，以300～500rpm的转速搅拌1～1.5h，出料；S2：将步骤S1中得到的混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出，得到线材，控制所述双螺杆挤出机的工作参数如下：一区温度为130～160℃，二区温度为140～180℃，三区温度为150～190℃，四区温度为160～200℃，五区温度为150～180℃，模头温度为140～170℃，喂料速度为50～200r/min，螺杆转速为100～300r/min；S3：将步骤S2中得到的线材经过冷却水槽进行冷却，得到直径为3.0mm的挤出线材后，在80℃、300rpm的条件下经过两级热风干燥，得到产品，所述冷却水槽内的冷却介质为冰水混合物。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术采用热塑性弹性树脂作为基体树脂，添加有机可逆热致变材料及其他加工助剂，有机可逆热致变材料利用电子给予体和电子接受体的氧化还原电位接近，从而根据温度变化时二者氧化还原电位相对变化程度不同使氧化还原反应的方向随着温度改变而改变从而导致体系的颜色发生变化在反应中电子的给予和接受随温度呈可逆变化，因此材料显示出一定的可逆热致变色性。而添加润滑剂，能与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起到降低聚合物分子间内聚力的作用，从而提高材料溶体流动性，开发出一种可逆热致变色3D打印弹性线材，可广泛应用于婴儿用品、电子电器、运动鞋材等领域，解决传统材料容易造成3D打印喷头堵塞，打印效率低，同时克服传统塑料加工成型需要制作模具，不利于多样化快速生产等问题。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。一种可逆热致变色3D打印弹性线材及其制备方法，其重量配比如下：本专利技术实施例所用的热塑性弹性树脂为TPE、TPV、TPEE中的一种或几种，其中TPE为丁二烯或异戊二烯与苯乙烯嵌段型的共聚物；TPV为热塑性三元乙丙动态硫化弹性体或热塑性三元乙丙动态硫化橡胶，是高度硫化的三元乙丙橡胶EPDM微粒分散在连续聚丙烯PP相中组成的高分子弹性体材料；TPEE为含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物；三者为市售产品，均选自东莞市奥迪利塑胶原料有限公司。本专利技术实施例所用的感温变色材料为聚烯丙基甲醇类、羧酸类中的至少一种。其中：聚烯丙基甲醇类型号为GCF，来自深圳市高彩化工有限公司；羧酸类来自深圳市千色变颜料有限公司。本专利技术实施例所用的偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂，型号分别为QX-981和KH-550，均来自南京全希化工有限公司。本专利技术实施例所用的相容剂为SBS-g-MAH、EVA-g-MAH中的至少一种，接枝率为0.5％-1.0％。其中SBS-g-MAH型号为TRD-318S，来自斯瑞达；EVA-g-MAH型号为ST-3，来自南京塑泰高分子科技有限公司。本专利技术实施例所用的为白矿油、环烷油中的至少一种。其中白矿油型号为1#A，来自杭州福达精细油品有限公司；环烷油型号为KN4010，来自苏州禾森特种油品有限公司本专利技术实施例所用的抗氧化剂为抗氧化剂1098型和抗氧化剂168型按照重量比1～3:1比例混合。均来自青岛市海大化工有限公司，具体地说：抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和/或三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。所述的紫外线吸收剂为苯酮类、苯并三唑类中的至少一种。其中苯酮类型号为UV-531，具体说为[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮；2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮；苯并三唑类型号为UV-326，具体说为2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑；均来自南京华立明化工有限公司。制备工艺步骤如下：(1)混合：按照重量配比称取好配方中的热塑性弹性树脂、感温变色材料、偶联剂、相容剂、润滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂，依次入高速混合机中，转速50r/min～100r/min，常温低速搅拌0.5～1小时，转速升至300～500r/min，常温高速搅拌1～1.5小时后，出料。(2)挤出：将步骤(1)制备混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出加工工艺如下：设定双螺杆挤出机的一区温度为130～160℃，二区温度为140～180℃，三区温度为150～190℃，四区温度为160～200℃，五区温度为150～180℃，模头温度为140～170℃，喂料速度为50～200r/min，螺杆转速为100～300r/min。(3)冷切：将步骤(2)熔融挤出的可逆热致变色3D打印弹性线材再分别经过冷却水槽进行冷却，水槽内介质为冰水混合物，得到直径为3.0mm的挤出线材。(4)干燥：将步骤(3)挤出的线材经两级热风干燥，热风干燥机温度设定80℃，转速300r/min。(5)卷捆：使用卷线机将步骤(4)中得到的可逆热致变色3D打印弹性线材卷成捆，检验、包装、入库。本专利技术的配方材料的主要特点是：该配方产品可广泛应用于婴儿用品、电子电器、运动鞋材等领域，解决传统材料容易造成3D打印喷头堵塞，打印效率低，同时克服传统塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可逆热致变色3D打印弹性线材组合物，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：

【技术特征摘要】
1.一种可逆热致变色3D打印弹性线材组合物，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：2.如权利要求1所述的可逆热致变色3D打印弹性线材组合物，其特征在于，所述热塑性弹性树脂包括TPE、TPV和TPEE中的至少一种。3.如权利要求1所述的可逆热致变色3D打印弹性线材组合物，其特征在于，所述感温变色材料为聚烯丙基甲醇类、羧酸类中的至少一种。4.如权利要求1所述的可逆热致变色3D打印弹性线材组合物，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的至少一种。5.如权利要求1所述的可逆热致变色3D打印弹性线材组合物，其特征在于，所述相容剂为SBS-g-MAH、EVA-g-MAH中的至少一种，接枝率为0.5～1.0％。6.如权利要求1所述的可逆热致变色3D打印弹性线材组合物，其特征在于，所述的润滑剂为白矿油、环烷油中的至少一种。7.如权利要求1所述的可逆热致变色3D打印弹性线材组合物，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧化剂1098和抗氧化剂168的混合物，所述抗氧化剂1098和抗氧化剂的重量比为(1～3):1。8.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞来，吴惠民，林皓，赵瑨云，胡家朋，
申请(专利权)人：晋江瑞碧科技有限公司，武夷学院，
类型：发明
国别省市：福建,35