The invention relates to a polymer material coated inorganic powder modified wire for FDM and a preparation method thereof, which mainly solves the problems of poor toughness of PLA material and poor compatibility with inorganic fillers. The invention firstly uses anhydrous ethanol, silane coupling agent, etc. to modify the surface of inorganic filler, and then coats the inorganic filler with macromolecule material, low boiling point organic solvent, and a certain amount of utopine and stearic acid in an airtight container, and finally mixes the coated inorganic powder with polylactic acid granules and processing aids. Squeeze. The inorganic filler coated with polymer material toughening polylactic acid can form a better blend with polylactic acid particles under the lubrication of polymer coated layer, and the blend between the coated inorganic filler particles and polylactic acid particles is more uniform in melt extrusion, and the uneven mixing and stress are not easy to occur. Concentrated phenomenon.
【技术实现步骤摘要】
用于FDM的高分子材料覆膜无机粉末改性丝材及其制备方法
本专利技术涉及复合材料及3D打印快速成形
,具体涉及一种用于FDM的高分子材料覆膜无机粉末改性丝材及其制备方法。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是一种生物可降解材料,具有良好的力学性能,不过其自身韧性差、熔体强度低、热稳定性不足,这些因素成为限制其发展的主要原因,因此PLA的改性研究受到了各方面的关注。常见的PLA改性方法之一包括共混改性,具体是指将两种或者两种以上的材料进行混合来达到各组分性能互补的目的。针对PLA韧性过低的问题,一般选择在PLA基体上共混韧性更好的材料,如聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚氨酯(PU)等常被用于PLA的增韧。虽然利用此类材料结合共混改性工艺确实可以很好的提高PLA的韧性,但是同时在一定程度上也会降低其机械强度。PLA的另一种常见改性方法为填充改性,该方法可以很好的提高材料的机械强度,主要采用的无机填料有滑石粉、云母片、玻璃纤维(GF)等。如果直接将无机粉末作为填充剂加入到聚乳酸材料中进行共混,很难实现良好的相容性,这是因为无机粉末与聚乳酸颗粒直接接触时界面相容性比较差,共混时容易出现混合不均匀、应力集中的现象,从而影响材料的力学性能。FDM(FusedDepositionModeling)工艺是熔融沉积制造工艺的简称,它是桌面级3D打印技术的一个重要分支。该工艺主要以热塑性丝状材料为成型对象,通过喷头的加热将材料熔化,而后喷头按照既定路线运动,将熔融丝材喷出并逐层沉积叠加,完成3D打印的成型过程。现阶段常用的FDM打印材料包括ABS、PLA、石蜡等 ...
【技术保护点】
1.一种用于FDM的高分子材料覆膜无机粉末改性丝材,其特征在于,该改性丝材由高分子材料包覆的无机填料聚集体与聚乳酸经共混改性后挤出而得,其中高分子材料选自PCL、PBS、PU中的一种,无机填料选自碳酸钙粉、磷酸三钙粉、滑石粉、硅灰石粉、云母粉中的至少一种。
【技术特征摘要】
1.一种用于FDM的高分子材料覆膜无机粉末改性丝材,其特征在于,该改性丝材由高分子材料包覆的无机填料聚集体与聚乳酸经共混改性后挤出而得,其中高分子材料选自PCL、PBS、PU中的一种,无机填料选自碳酸钙粉、磷酸三钙粉、滑石粉、硅灰石粉、云母粉中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种用于FDM的高分子材料覆膜无机粉末改性丝材,其特征在于:所述改性丝材中聚乳酸的质量分数为60%-90%,高分子材料的质量分数2%-30%,无机填料的质量分数为5%-40%,余量为加工助剂。3.根据权利要求2所述的一种用于FDM的高分子材料覆膜无机粉末改性丝材,其特征在于:所述加工助剂包括在高分子材料包覆无机填料阶段加入的乌洛托品和硬脂酸,或者在高分子材料包覆无机填料阶段加入的乌洛托品、硬脂酸以及在共混阶段加入的相容剂、抗氧化剂、抗水解剂。4.权利要求1所述用于FDM的高分子材料覆膜无机粉末改性丝材的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(a)将无机粉末清洗烘干,接着用醇溶剂和硅烷偶联剂对其进行表面改性处理,干燥筛分得到表面改性后的无机粉末;(b)将表面改性后的无机粉末、高分子材料以及低沸点有机溶剂混合,再加入乌洛托品和硬脂酸并保温一段时间,最终得到高分子材料覆膜无机粉末聚集体,粉碎备用;(c)将粉碎后的高分子材料覆膜无机粉末聚集体与聚乳酸颗粒混合挤出即可。5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述无机粉末选自目数1250-3500的碳酸钙粉、磷酸三钙粉、滑石粉、硅灰石粉、云母粉中的至少一种,所述醇溶剂选自无水乙醇、乙二醇、...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘凯,王洁,孙华君,黄尚宇,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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