本发明专利技术公开了一种低温3D打印材料，按重量份数计，包括以下组分：聚己内酯70‑85份，复合环氧树脂2‑8份，聚对苯二甲酸丙二醇酯1‑3份，邻苯二甲酸二异癸酯1‑5份，成核剂1‑3份，交联剂1‑3份，沉淀硫酸钡8‑23份，润滑剂1‑3份，纳米粒子0.1‑0.5份；所述复合环氧树脂包括双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的重量比为2‑5：1。本发明专利技术可以提高低温3D打印材料的结晶硬度和表面光泽度。
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.
【技术实现步骤摘要】
一种低温3D打印材料及其制备方法
本专利技术属于3D打印材料
，具体涉及一种低温3D打印材料及其制备方法。
技术介绍
聚己内酯(Polycaprolactone，简称PCL)，是由ε-己内酯在金属有机化合物(如四苯基锡)做催化剂，二羟基或三羟基做引发剂条件下开环聚合而成，属于聚合型聚酯，其分子量与歧化度随起始物料的种类和用量不同而异，其结构重复单元上有5个非极性亚甲基-CH2和一个极性酯基-COO-。聚己内酯具有很好的柔韧性、记忆性和易加工性，同时在自然界中酯基结构易被微生物或酶分解，在土壤和水环境中，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天然橡胶等很好地互容。在体内与生物细胞相容性很好，细胞可在其基架上正常生长，并可降解成CO2和H2O，具有生物相容性。Tg为-60℃，非常柔软，具有极大的伸展性；其熔点为60-63℃，可在低温成型。具有高结晶性和低熔点性，PCL是一种半结晶型无毒性聚合物，结晶度约为45％左右，具有超低的玻璃化温度Tg(约-60℃)，聚己内酯不易吸水，可采用挤出、吹塑、注塑等方法制成纤维、薄片、片材、线材等；聚己内酯分解温度约为350℃，而其它聚酯的分解温度一般为250℃左右，因此它具有很好的热稳定性。目前在3D打印行业，聚己内酯材料作为3D打印材料存在如下问题，①：聚己内酯材料结晶硬度偏软导致齿轮在输送过程中咬合不紧造成送料打滑不能持续送料，②：材料表面光滑度存在粗糙的现象，在送料过程增加了线材与进料管内壁的摩擦力进而增加了马达的负载，以上问题严重影响了打印正常的使用。与此同时，现有的低温3D打印材料的结晶硬度和表面光泽度也无法满足现有行业的要求，有待进一步提高。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种低温3D打印材料及其制备方法。来克服现有技术中聚己内酯存在的缺点，并提高产品的实用性。本专利技术可以显著提高聚己内酯结晶硬度和表面的光泽度，解决齿轮在输送过程中咬合不紧造成送料打滑不能持续送料的问题和在送料过程中增加线材与进料管内壁的摩擦力的问题，进而提高了聚己内酯低温耗材在3D打印领域的的实用性，同时提高低温3D打印材料的结晶硬度和表面光泽度。本专利技术采用以下技术方案：一种低温3D打印材料，按重量份数计，包括以下组分：所述复合环氧树脂包括双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的重量比为2-5：1。双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂混合制得所述复合环氧树脂。进一步地，所述聚己内酯的分子量为40000-80000。进一步地，所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.23-0.38，双酚F型环氧树脂的环氧值为0.2-0.5。进一步地，所述成核剂为山梨醇。进一步地，所述交联剂为烯类单体。进一步地，所述交联剂为丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、羟甲基丙烯酰胺(或N-羟甲基丙烯酰胺)中的一种或多种。进一步地，所述沉淀硫酸钡为5000-8000目数的粉体。进一步地，所述润滑剂为高级脂肪醇、脂肪酸醇、硅油其中的一种或多种。进一步地，所述纳米粒子包括纳米二氧化钛和纳米氧化镧。可选地，纳米二氧化钛和纳米氧化镧的重量比为5-10：1。进一步地，所述纳米二氧化钛的粒径为10-100nm；可选地，所述纳米二氧化钛的粒径为10-50nm；可选地，所述纳米二氧化钛的粒径为50-100nm。进一步地，所述纳米氧化镧的粒径为50-100nm；可选地，所述纳米氧化镧的粒径为50-80nm；所述纳米氧化镧的粒径为80-100nm。进一步地，所述成核剂为山梨醇。一种低温3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚己内酯、润滑剂放入高速混料机中，在2-38℃下(温度不能超过38℃)混合均匀，混合时间可以是3-8min，例如5min；(2)然后加入复合环氧树脂、聚对苯二甲酸丙二醇酯、邻苯二甲酸二异癸酯、成核剂、交联剂、沉淀硫酸钡、纳米粒子，在5-38℃下搅拌均匀，搅拌时间可以是3-8min，例如5min；(3)将经步骤(2)混合后的物料加入双螺杆挤出机进行造粒，经螺杆炮筒共混熔融挤出、水冷却、牵引、表面风干除水，得到低温3D打印材料颗粒；其中双螺杆挤出机的温度设置为：一区：60-70℃；二区：80-90℃；三区：90-100℃；四区：100-110℃；五区：90-110℃；六区：80-110℃；七区80-100℃；八区：90-110℃；九区：70-80℃；螺杆转速为300-450转/每分钟；水冷却的温度控制在0-15℃；(4)将所述低温3D打印材料颗粒放入水分干燥机进行烘干处理，得到低温3D打印材料干燥颗粒，水分干燥机温度设置为35-40℃，干燥时间为2-3h；(5)将经步骤(4)烘干后的低温3D打印材料干燥颗粒加入到单螺杆挤出机中加工得到所述低温3D打印材料。在3D打印过程中，通常加入的成核剂和硫酸钡或者其它助剂会影响材料的加工尺寸精度和打印温度，而本专利技术加入了成核剂和沉淀硫酸钡粉体后，经过试验发现，加入的其它组分或助剂不会影响对材料加工尺寸精度和打印温度，同时可以提高聚己内酯的材料的结晶硬度和表面光滑度，解决了聚己内酯齿轮紧密输送问题和减少了与送料管内壁摩擦力的问题。3D打印线材在齿轮咬合输送过程，偏软的材料在送料到喷嘴的过程中阻力会变大，这时齿轮会把材料线径磨损变小造成咬合不紧而不能持续送料，严重影响正常打印，针对这一现有技术的问题，本专利技术可以显著提高材料的结晶硬度和产品的表面亮度，同时不影响产品的加工稳定性、物体的相容性和打印的温度。本专利技术的低温3D打印材料的结晶硬度为95shoreA，表面粗糙度等级为0.05微米，手感和目测试表面光滑。与现有技术相比，本专利技术的优点为：本专利技术的配方作为一个整体，各组分相互协调，可以显著提高聚己内酯结晶硬度和表面的光泽度，解决齿轮在输送过程中咬合不紧造成送料打滑不能持续送料的问题，以及在送料过程中增加线材与进料管内壁的摩擦力的问题，进而提高了聚己内酯低温耗材在3D打印领域的的实用性，同时提高低温3D打印材料的结晶硬度和表面光泽度。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，现结合以下具体实施例作进一步说明，但是本专利技术不限于具体实施例。实施例1一种低温3D打印材料，制备方法包括以下步骤：(1)将83份聚己内酯(分子量为60000)(无需提前干燥处理)、1.5份白硅油放入高速混料机中，在2-38℃下(温度不能超过38℃)混合均匀，混合时间5min；(2)然后加入2份复合环氧树脂(双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的重量比为2：1)、1份聚对苯二甲酸丙二醇酯、1份邻苯二甲酸二异癸酯、1.5份成核剂、2份羟甲基丙烯酰胺、12份沉淀硫酸钡(6000目)、0.1份纳米粒子(纳米二氧化钛(粒径10-100nm)和纳米氧化镧(粒径50-100nm)的重量比为5：1)，在5-38℃下搅拌均匀，搅拌时间5min；(3)将经步骤(2)混合后的物料加入双螺杆挤出机进行造粒，经螺杆炮筒共混熔融挤出、水冷却、牵引、表面风干除水，得到低温3D打印材料颗粒；其中双螺杆挤出机的温度设置为：一区：60℃；二区：85℃；三区：90℃；四区：100℃本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低温3D打印材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
【技术特征摘要】
1.一种低温3D打印材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：所述复合环氧树脂包括双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的重量比为2-5：1。2.根据权利要求1所述的低温3D打印材料，其特征在于，所述聚己内酯的分子量为40000-80000。3.根据权利要求1所述的低温3D打印材料，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.23-0.38，双酚F型环氧树脂的环氧值为0.2-0.5。4.根据权利要求1所述的低温3D打印材料，其特征在于，所述交联剂为烯类单体。5.根据权利要求1所述的低温3D打印材料，其特征在于，所述交联剂为丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的低温3D打印材料，其特征在于，所述沉淀硫酸钡为5000-8000目数的粉体。7.根据权利要求1所述的低温3D打印材料，其特征在于，所述纳米粒子包括纳米二氧化钛和纳米氧化镧。8.根据权利要求7所述的低温3D打印材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒径为10-100nm；所述纳米氧化镧的粒径为50-100nm。9.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋昆，
申请(专利权)人：珠海市三绿实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。