一种3D打印鞋垫用TPU复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种3D打印鞋垫用TPU复合材料，按重量百分比计，包括以下组分：TPU85

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印鞋垫用TPU复合材料


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及一种3D打印鞋垫用TPU复合材料。

技术介绍

[0002]聚氨酯是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，具有优异的耐磨、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀等特性，广泛应用于各个领域。由于TPU的良好特性，可以用于3D打印医疗配件、日用品配件等。尤其是3D打印鞋垫是其中热门的一种应用，鞋垫是鞋的一个重要组成部分，由于每只脚的骨骼结构、肌肉群分布等各不相同，不同人对鞋垫有不同的需求，由此可见私人定制鞋垫的重要意义。
[0003]3D打印鞋垫需要具有如下特点：1. 具有良好的刚/韧平衡性，如良好的韧性、良好的支撑性，以防止在使用时因体重压垮鞋垫，同时受长期挤压的鞋垫在撤去力度后能够快速恢复；2. 良好的抗菌性。但是，对于如何使TPU具有更好的抗菌性能是一个重点难点，其也限制了TPU应用于3D打印鞋垫。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种刚/韧平衡性好、抗菌性好的3D打印鞋垫用TPU复合材料。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种3D打印鞋垫用TPU复合材料，按重量百分比计，包括以下组分：TPU
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
85
‑
91%；PLA
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ7‑
12%；SBS
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
3%；沸石载体的银离子抗菌剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1
‑
2%。
[0006]所述的沸石载体的银离子抗菌剂中银的含量范围是1
‑
15wt%。
[0007]所述的沸石载体的银离子抗菌剂的平均粒径为1
‑
20微米。
[0008]所述的TPU是通过包括二异氰酸酯/聚乙二醇（可以包括扩链剂，扩链剂可以是乙二醇、乙二胺、1 ,3
‑
丙二醇、1 ,4
‑
丁二醇、己二醇、二乙二醇或1,5
‑
戊二醇）聚合得到，优选的二异氰酸酯/聚乙二醇的重量比范围是1：（0.2
‑
0.5），其中，二异氰酸酯选自对苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。
[0009]TPU可以是市售产品，也可以自制获得。制备方法为：将聚乙二醇加入反应器中，恒温60
‑
80℃，通入氮气后加入二异氰酸酯和催化剂，后在70
‑
90℃反应0.5
‑
1小时，再升温至100
‑
120℃反应0.5
‑
1小时，采用二正丁胺法测定游离的异氰酸酯基含量不变反应结束。
[0010]TPU的相对分子质量范围是20000
‑
50000。
[0011]所述的PLA的熔体流动速率为6
‑
25g/10min，210℃、2.16kg。
[0012]可以根据实际需要选择是否加入特定含量的抗氧剂或耐候剂，按重量百分比计，可以是 0
‑
0.5%。
[0013]如果为了提升支撑性，可以根据实际需要选择是否加入特定含量的矿物填料，按重量百分比计，可以是 0
‑
5%。矿物填料可以是滑石粉等。
[0014]本专利技术3D打印鞋垫用TPU复合材料的制备方法：按照配比，将各组分混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆的温度范围是190
‑
230℃本专利技术具有如下有益效果本专利技术通过特定含量的PLA与SBS能够提供TPU良好的弯折回弹性，通过加入特定含量的沸石载体的银离子抗菌剂，一方面能够获得良好的抗菌性，另一方面能够中和韧性，提高支撑性。使得本专利技术的TPU复合材料适用于制造3D打印鞋垫。
实施方式
[0015]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。
[0016]本专利技术所用原料来源如下：TPU
‑
1：对苯二异氰酸酯/聚乙二醇的重量比是1：0.2，相对分子质量约30000，自制。
[0017]TPU
‑
2：对苯二异氰酸酯/聚乙二醇的重量比是1：0.5，相对分子质量约50000，自制。
[0018]TPU
‑
3：对苯二异氰酸酯/聚乙二醇的重量比是1：0.1，相对分子质量约40000，自制。
[0019]TPU
‑
4：对苯二异氰酸酯/聚乙二醇的重量比是1：0.6，相对分子质量约40000，自制。
[0020]PLA：熔体流动速率约8
‑
10g/10min，210℃、2.16kg，市售。
[0021]SBS：购自巴斯夫。
[0022]沸石载体的银离子抗菌剂：银离子含量约10%，平均粒径约15微米，市售。
[0023]实施例和对比例TPU复合材料的制备方法：将各组份通过高速混料机混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆温度分为6区，温度分别是190/200/210/220/200/190℃。
[0024]各项测试方法：（1）抗菌性：参照2911
‑
1992标准测试，数值越大说明抗菌性越好。
[0025]（2）支撑性：将TPU复合材料通过3D打印成1cm
×
1 cm
×
1 cm样品，施加0.15kg力，查看压缩量，压缩量0.1
‑
0.2cm为最佳，压缩量过多则说明材料太软支撑不足，如压缩量过少则说明过硬舒适度不佳。
[0026]（3）回弹性：将TPU复合材料通过3D打印成1cm
×
1 cm
×
1 cm样品，施加0.15kg力30min，目测观察全部回弹所需时间，回弹所需时间越快说明韧性越好。
[0027]通过3D打印鞋垫试穿实验，本专利技术认为TPU复合材料的压缩量在0.1
‑
0.2cm时回弹时间越短越好。
[0028]表1：实施例TPU复合材料组分重量百分比及测试结果
[0029]由实施例1
‑
4可知，优选的TPU对苯二异氰酸酯/聚乙二醇的重量比时，回弹更迅速，压缩量也更合适，综合性能更好。
[0030]表2：对比例TPU复合材料组分重量百分比及测试结果。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印鞋垫用TPU复合材料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：TPU
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
85
‑
91%；PLA
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ7‑
12%；SBS
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
3%；沸石载体的银离子抗菌剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1
‑
2%。2.根据权利要求1所述的3D打印鞋垫用TPU复合材料，其特征在于，所述的沸石载体的银离子抗菌剂中银的含量范围是1
‑
15wt%。3.根据权利要求1所述的3D打印鞋垫用TPU复合材料，其特征在于，所述的沸石载体的银离子抗菌剂的平均粒径为1
‑
20微米。4.根据权利要求1所述的3D打印鞋垫用TPU复合材料，其特征在于，所述的TP...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶素娟，郭涛，陈金伟，苏似鑫，余金文，陈大华，杨肖锋，何思嘉，厉静雅，林业琨，曾德满，董鹏辉，宋辉，倪洋洋，
申请(专利权)人：华越广州智造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：