本发明专利技术公开了一种具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料及其制备方法，其组分包括如下重量百分比的组分:20‑60％高粘性PMMA；32‑74％高折射率PC；0.5‑8％核壳大小调节剂；0.2‑0.5％抗氧剂；0.2‑0.5％光稳定剂；0.2‑0.5％润滑剂。本发明专利技术所得能形成不同折射的珠光效果，还能进行3D打印。
A PC/PMMA Fusion Deposition Molding Material with Pearlescent Effect and Its Preparation Method
【技术实现步骤摘要】
一种具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料及其制备方法。
技术介绍
熔融沉积成型(FDM)作为应用领域最广、普及率最高的3D打印技术之一，广泛应用于电子电器、汽车、家电、医学、建筑和航天航空等领域。而材料作为FDM技术最重要组成之一，因其品种繁多，功能丰富受到消费者广泛青睐；目前应用于FDM技术的材料最常用是聚乳酸(PLA)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯(ABS)等。对PLA、ABS等增韧增强、功能化进行改性，使其具有更好的性能已经成为FDM材料热点内容。珠光效果以其柔亮如缎的色泽，优雅的气质，灵动的闪烁感，总会让人过目难忘，珠光效果的3D打印产品也逐步走入人们的视野，是FDM材料中最有前途和最广泛运用的种类。珠光效果应用在FDM材料，并且打印的制品具有珠光效果，是最有前途和最广泛运用的种类。目前制备珠光FDM材料普遍通过添加珠光粉(云母薄片外覆TiO2或Fe2O3组成的夹心式片晶)、鱼鳞粉、金属粉或者制品表面喷涂珠光材料等来实现，其原理就是内核是低光学折射率的云母，包裹在外层的是高折射率的金属氧化物，依靠对光线的多重折射、反射、透射、干涉，珠光颜料能再现自然界珍珠、贝壳、蝴蝶、游鱼等所具有的柔亮色泽和优雅气质，从而赋予表面涂层、塑料制品以丰富的层次感及优雅的光泽感。中国专利CN105038157A公开了一种通过添加1％-30％金色珠光颜料制备出具有具有闪烁的金色光泽，具有类似黄金一样的镀金光泽和质感，但该专利技术容易造成材料机械性能变差，并且可能出现打印过程挤出不顺，制品表面粗糙等问题。中国专利CN104592726A公开了一种通过添加1-30％金属铝银粉得到用于3D打印的具有镀银效果的仿银复合耗材。但铝粉在双螺杆剪切过程中容易对螺杆磨损，损害设备，同时金属材料与塑料的相容性存在差异，可能导致制品机械性能变低，如材料韧性变差，同时也存在打印流程性等问题。中国专利CN109111713A公开了一种PC-PMMA复合材料及其制备方法和应用，该专利技术虽然以PC和PMMA作为主材制备一种珠光材料，通过添加SAN降低PC与PMMA的界面张力，从而增加PC/PMMA相容性，从而减少分层现象，但是根据珠光形成原理可知，PC/PMMA相容性提高对珠光效果是不利；另外，该专利技术主要应用于汽车车门喇叭装饰圈、排气口亮装饰圈及副仪表亮饰条等免喷涂制件上，在熔融成型过程中，由于PMMA(在220℃/2.16kg熔指15-30g/10min)熔指过高，会因为熔体强度不足，打印制品出现制品塌陷或变形，因而无法应用在3D打印领域。通过添加珠光色粉的线材虽具备一定程度的珠光效果，但受到珠光色粉的填充和其在聚合物基体中的分散限制，在一定程度上劣化了材料的性能，同时在打印过程中容易造成堵头现象，且打印制品的光泽性、稳定性和耐光性均较不稳定。因此，能否在不添加珠光色粉的基础上，通过材料自身属性设计来达到此效果成为研究点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料。为实现上述目的，本专利技术提供一种具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料，其特征在于，其组分包括如下重量百分比配的组分:进一步，所述高粘性PMMA用量为40-58wt％；高折射率PC用量为40.5-55wt％；优选的，高粘性PMMA用量为50-55wt％、高折射率PC用量相应为45-50wt％。进一步，所述高粘性PMMA和高折射率PC的含水量低于0.15％质量比。PMMA和PC会吸收空气的水分，吸收水分导致在加工过程变成水蒸气，从而容易在制品产生气泡，气泡会影响材料力学性能。进一步，所述高粘性PMMA在300℃/1.2kg的熔指为3-8g/10min；优选的，所述高粘性PMMA在300℃/1.2kg的熔指为5-6g/10min；所述高粘性PMMA的折射率为1.48-1.56°；优选的，所述高粘性PMMA的折射率为1.48-1.50°。进一步，所述高折射率PC在230℃/3.8kg的熔指为12-28g/10min；优选的，所述高折射率PC在230℃/3.8kg的熔指为25-28g/10min；所述高折射率PC的折射率为1.56-1.59°；优选的，所述高折射率PC的折射率为1.58-1.59°。进一步，所述核壳大小调节剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或者两种以上。进一步，所述抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂按照1:1的质量比复配所得；优选的，所述主抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂1010或1076、所述辅抗氧剂为亚磷酸酯类辅抗氧剂168或686。进一步，所述光稳定剂选自受阻胺类、N-烷基化类、紫外线吸收剂苯并三唑类、三嗪苄叉丙二酸酯类中的一种或两种以上混合物。进一步，所述润滑剂选自酸盐类如硬脂酸锌、硬脂酸钙，脂肪族酰胺类如硬脂酸酸胺、芥酸酸胺，N-N\亚乙基双硬酯酸胺，硬酯酸类中的一种或两种以上混合物；优选的，硬酯酸类为硬脂酸或羟基硬脂酸。进一步，制备方法为，A.按照重量百分比配方，称取高粘性PMMA、高折射率PC、核壳大小调节剂、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂；B.将称取后的各组分置于高速捏合机中，保持转速500-6000rpm/min，高速搅拌5-30min得到混合均匀的混合物；C.将上述所得混合物加入到双螺杆挤出机加料口，双螺杆挤出机参数为：一区温度205-210℃，二区温度215-220℃，三区温度225-230℃，四区温度230-240℃，五区温度245-255℃，六区温度255-260℃，七区温度250-255℃，机头温度250-255℃，转速为50-350rpm/min，经冷却牵引切粒后，得到PC/PMMA共混粒子；D.将所得PC/PMMA共混粒子加入到3D线材生产线的单螺杆挤出机中，挤出温度，一区205-220℃，二区225-240℃，三区245-255℃，四区255-260℃，机头250-255℃，转速为20-200rpm/min，单螺杆挤出机模口挤出的PC/PMMA线材分别经过第一水冷槽和第二水冷槽进行冷却，得到挤出线材；F.使用卷线机将所得挤出线材卷成捆，得到具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料，卷线机中的牵引机频率为5-40Hz。自然界珍珠形成珠光效果的原理见图2和图3，是由碳酸钙质层和蛋白质层交替包裹、覆盖而形成，二者具有不同的光学折射率，因此入射光会在珍珠不同的层面上发生多重反射和折射。在同一方向上，有多束在珍珠内部经历不同光程的光线以平行状态反射出来，这些光线之间发生的光学干涉是形成所谓“珠光效果”的主要原因。通过高折射率PC与高粘性PMMA熔融共混制备熔融沉积成型材料，在受到剪切作用由于高粘度PMMA不容易被切碎而形成类似珍珠的珠核，再通过高折射率的PC包裹，形成类似珍珠的壳核结构，在PC/PMMA界面发生折射和反射，形成色彩夺目的珠光效果。同时核壳大小调节剂主要起调节PMMA/PC核壳结构的大小，还能改善PMMA/PC相容性，由于壳核大小的不同，导致最终的折射率不同，形成不同折射的珠光效果。通过实施例可以看到本专利技术所述具有珍珠光泽的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料，其特征在于，其组分包括如下重量百分比的组分:
【技术特征摘要】
1.一种具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料，其特征在于，其组分包括如下重量百分比的组分:2.根据权利要求1所述具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料，其特征在于，所述高粘性PMMA用量为40-58wt％；高折射率PC用量为40.5-55wt％；优选的，高粘性PMMA用量为50-55wt％、高折射率PC用量相应为45-50wt％。3.根据权利要求1所述具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料，其特征在于，所述高粘性PMMA和高折射率PC的含水量低于0.15％质量比。4.根据权利要求1所述具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料，其特征在于，所述高粘性PMMA在300℃/1.2kg的熔指为3-8g/10min；优选的，所述高粘性PMMA在300℃/1.2kg的熔指为5-6g/10min；所述高粘性PMMA的折射率为1.48-1.56°；优选的，所述高粘性PMMA的折射率为1.48-1.50°。5.根据权利要求1或2所述具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料，其特征在于，所述高折射率PC在230℃/3.8kg的熔指为12-28g/10min；优选的，所述高折射率PC在230℃/3.8kg的熔指为25-28g/10min；所述高折射率PC的折射率为1.56-1.59°；优选的，所述高折射率PC的折射率为1.58-1.59°。6.根据权利要求1所述具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料，其特征在于，所述核壳大小调节剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或者两种以上。7.根据权利要求1所述具有珠光效果的PC/PMMA熔融沉积成型材料，其特征在于，所述抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂按照1:1的质量比复配所得；优选的，所述主抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂1010或1076、所述辅抗...
【专利技术属性】
技术研发人员：池哲明，申应军，高翔，刘荣亮，张丰，
申请(专利权)人：金旸厦门新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35
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