一种低打印温度的3D打印用聚碳酸酯改性材料及其制法和打印丝材制造技术

本发明专利技术涉及一种低打印温度的3D打印用聚碳酸酯改性材料及其制法和打印丝材。所述聚碳酸酯改性材料包括65～80份聚碳酸酯、20～35份脂肪族芳香族共聚酯和1～5份醋酸乙烯酯共聚物，通过双螺杆熔融挤出得到聚碳酸酯共混改性料，后经单螺杆挤出拉丝设备制备得到可用于3D打印的丝材。所述聚碳酸酯改性材料的打印喷头温度可以降至220℃，底板温度降至80℃而翘曲曲率控制在1.0m

【技术实现步骤摘要】
一种低打印温度的3D打印用聚碳酸酯改性材料及其制法和打印丝材


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体地说，是涉及一种具有低打印温度(喷头温度，底板温度)的3D打印用聚碳酸酯改性材料及其制法和打印丝材。

技术介绍

[0002]3D打印是一种新兴的快速成型加工技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”，能够满足不断增强的个性化需求，实现了传统制造技术的突破，也被认为是“第三次工业革命”的技术代表。广泛应用于工业生产、民用、航空航天、军事、医疗等领域。它是一种以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式最终得到需求物件的技术。发展到现在，技术最成熟，应用较为广泛的主要有五种工艺技术，包括立体光刻(Stereo Lithography Apparatus，SLA)、叠层实体制造(Laminated Object Manufacturing，LOM)、熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling，FDM)、选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)、选择性激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)。五种技术中，熔融沉积成型技术是一种应用材料最广泛，发展时间最长的技术，也是能够小型化，实现日常使用的技术。
[0003]目前常用于FDM技术的热塑性打印塑料有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，聚乳酸(PLA)，尼龙(PA)，高抗冲击聚苯乙烯(HIPS)，聚碳酸酯(PC)等。与其它打印材料相比，PC具有良好的透明性，绝缘性，还具有优异的力学性能以及热稳定性，是一种综合性能优良的工程材料。然而在3D打印方面，由于FDM本身的打印机理，以及PC较高的加工温度等问题，致使需要较高的打印喷头温度以及底板温度才能够实现打印，打印条件较为苛刻，能源被较多的浪费。
[0004]在本专利技术中，通过添加脂肪族芳香族共聚酯和醋酸乙烯酯类共聚物改性PC材料，得到的PC改性材料3D打印的加工温度(喷头温度和底板温度)均得到一定程度的降低，并且不影响正常打印。

技术实现思路

[0005]为了解决以上现有技术中存在的聚碳酸酯打印喷头温度过高，底板温度过高的问题，本专利技术提供一种3D打印用聚碳酸酯改性材料和打印丝材，通过在PC原料中加入脂肪族芳香族共聚酯和醋酸乙烯酯共聚物，从而改善聚碳酸酯3D打印加工温度过高的问题。
[0006]本专利技术目的之一为提供一种低打印温度的3D打印用聚碳酸酯改性材料，按重量份数计，所述材料包括以下组分：
[0007](1)65～80份聚碳酸酯，优选地70～80份聚碳酸酯；
[0008](2)20～35份脂肪族芳香族共聚酯，优选地20～30份脂肪族芳香族共聚酯；
[0009](3)1～5份醋酸乙烯酯共聚物，优选地1～4份醋酸乙烯酯共聚物。
[0010]本专利技术所述的聚碳酸酯改性材料的3D打印喷头温度降低到220℃，底板温度降低到80℃，并且打印效果不受影响。
[0011]上述技术方案中，所述的聚碳酸酯为分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，为脂肪族聚碳酸酯、脂环族聚碳酸酯以及芳香族聚碳酸酯中的至少一种，进一步优选双酚A聚碳酸酯。
[0012]上述技术方案中，所述脂肪族芳香族共聚酯的分子链段中含有一个或多个脂肪族二醇单元，脂肪族二酸或脂肪族二酸酐、脂肪族二酰卤、脂肪族二酰酯单元中的至少一个，还有芳香族二酸或芳香族二酸酐、芳香族二酰卤、芳香族二酰酯单元中的至少一个。
[0013]本专利技术中的脂肪族芳香族共聚酯包括线性的和带有支链的共聚酯。合成带有支链的共聚酯在合成过程中加入一种或多种支化剂。支链剂一般为带有两个以上羧基的多元酸、带有两个以上羟基的多元醇或多羟基酸等。适用的支链剂包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1，2，4-丁三醇、季戊四醇、1，2，6-己三醇、山梨糖醇、1，2，3苯三甲酸(hemimellitic acid)、1，2，4-苯三甲酸(triimellitic acid)、1，3，5-苯三甲酸(trimesic acid)及酸酐等。
[0014]所述脂肪族芳香族共聚酯优选为聚对苯二甲酸-co-草酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丙二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丁二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-戊二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-己二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-辛二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-草酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丙二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丁二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-戊二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-己二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-辛二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-癸二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-草酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丙二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丁二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-co-戊二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-co-己二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-co-辛二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-co-草酸己二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丙二酸己二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丁二酸己二醇酯、聚对苯二甲酸-co-戊二酸己二醇酯、聚对苯二甲酸-co-己二酸己二醇酯、聚对苯二甲酸-co-辛二酸己二醇酯等中的至少一种，优选为聚对苯二甲酸-co-己二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-co-己二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丁二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丁二酸丁二醇酯中的至少一种，更优选为聚对苯二甲酸-co-己二酸丁二醇酯。
[0015]上述技术方案中，所述醋酸乙烯酯共聚物含有不同含量的聚醋酸乙烯酯链段，具有较低加工温度(150℃)的共聚物，优选为VA含量为10～28％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，进一步优选为VA含量为15～25％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
[0016]所述醋酸乙烯酯共聚物例如可采用BASF生产的V4110D、V3110F、V5110F、V4610H、V3510K、V3610F、V4110F、V2510J、V3610J、V4110J、V5110J、V5110K、V5110H、V6110M、V6110MC等。
[0017]上述技术方案中，所述聚碳酸酯改性材料在3D打印喷头温度220℃、底板温度80℃条件下样条的翘曲曲率小于1.0m-1
。
[0018]本专利技术目的之二为提供所述的聚碳酸酯改性材料的制备方法，包括将包含所述聚碳酸酯、脂肪族芳香族共聚酯、醋酸乙烯酯共聚物在内的组分共混挤出得到所述聚碳酸酯改性材料。
[0019]上述技术方案中，优选为双螺杆挤出方法。
[0020]在上述技术方案中，优选地，将所需量的聚碳酸酯、脂肪族芳香族共聚酯、醋酸乙
Refrigerated Cooling System 90机械制冷附件。测试气氛为50mL/min的氮气，测试所需样品量为5～10mg。测试程序如下：先将温度稳定在40℃，再以10℃/min升温到250℃并恒温1min去除热历史，之后以10℃/min降温到-50℃，接着以10℃升温到250℃。记录降温过程以及第二次升温过程，以研究本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低打印温度的3D打印用聚碳酸酯改性材料，按重量份数计，包括以下组分：(1)65～80份聚碳酸酯，优选地70～80份聚碳酸酯；(2)20～35份脂肪族芳香族共聚酯，优选地20～30份脂肪族芳香族共聚酯；(3)1～5份醋酸乙烯酯共聚物，优选地1～4份醋酸乙烯酯共聚物。2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯改性材料，其特征在于：所述聚碳酸酯为脂肪族聚碳酸酯、脂环族聚碳酸酯、芳香族聚碳酸酯中的至少一种，优选为芳香族聚碳酸酯，更近一步优选为双酚A型聚碳酸酯；和/或，所述脂肪族芳香族共聚酯的分子链段中含有一个或多个脂肪族二醇单元，脂肪族二酸或脂肪族二酸酐、脂肪族二酰卤、脂肪族二酰酯单元中的至少一个，还有芳香族二酸或芳香族二酸酐、芳香族二酰卤、芳香族二酰酯单元中的至少一个。3.根据权利要求2所述的聚碳酸酯改性材料，其特征在于：所述脂肪族芳香族共聚酯为聚对苯二甲酸-co-草酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丙二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丁二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-戊二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-己二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-辛二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-草酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丙二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丁二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-戊二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-己二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-辛二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-癸二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸-co-草酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丙二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-co-丁二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-co-戊二酸丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪学，李铮，白瑜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：