本發(fā)明屬于高分子材料領域,適用于3D打印的材料,尤其是涉及一種適用于3D打印的柔性材料及其制備方法。
背景技術:
3D打印技術,即快速成型技術的一種,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎,運用金屬或塑料等可粘合材料,通過切片,逐層打印的方式來構造物體的技術。已在模具設計,工業(yè)機械零件制造,汽車,航空,醫(yī)學醫(yī)藥等領域得到廣泛發(fā)展。3D打印技術主要包括立體光固化,激光燒結法,熔融層積法等,其中熔融層積式打印技術(FDM)是極為重要的一種,其應用范圍也極為廣泛。
熔融沉積式打印技術(FDM)的主要原理是在略高于打印材料的熔點溫度下通過對熱塑性材料加熱使其熔融從噴嘴擠出,通過電腦控制,一層層堆積成成品。目前熔融層積式打印技術(FDM)用到的打印材料主要為ABS,尼龍,聚乳酸(PLA)等。
目前3D打印中所使用的耗材,基本都是硬質耗材,而工業(yè)和生活中是需要很多柔性材料,比如輪胎模型,是ABS,PLA這些硬質材料無法滿足要求的。為此開發(fā)出高柔高彈性的耗材將大大提升3D打印的適用范圍,比如可以打印出衣服、鞋子、成人用品、電子產(chǎn)品、汽車配件、母嬰用品、服飾配飾、按摩器材、運動用品、衛(wèi)浴用品、包裝容器、醫(yī)療器材、薄膜外殼、手柄包膠、餐具、兒童玩具等。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是為了彌補目前3D打印耗材市場的需求缺口,而提供一種具有低硬度,同時具有良好3D打印效果的適用于3D打印的柔性材料及其制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
一種適用于3D打印的柔性材料由以下組分及質量百分比含量的原料制備得到:聚丙烯10-30份,熱塑性彈性體SEBS 20-40份,聚苯乙烯0-20份,礦物油0-50份,抗氧劑0-3份。
所述柔性材料的熔融指數(shù)為5-20g/10min。
所述柔性材料的邵氏硬度(A)為30-90。
所述的聚丙烯為大慶石化T30S,大連石化Z69S,大連西太Z30S中的一種或幾種。
所述的熱塑性彈性體SEBS為巴陵石化的YH503,YH506,YH511中的一種或幾種。
所述的聚苯乙烯為燕山石化666D,鎮(zhèn)江奇美PG-33,揚巴158K,大慶石化206中的一種或幾種。
所述的礦物油為白油。
所述的抗氧劑為1024,DSTP,3114。
一種適用于3D打印的柔性材料的制備方法采用以下步驟:
(1)按照以下組分及質量百分含量配料:聚丙烯10-30份,熱塑性彈性體SEBS 20-40份,聚苯乙烯0-20份,礦物油0-50份,抗氧劑0-3份。
(2)將上述組分置于在高速捏合機中混合1-10分鐘,得到預混物;
(3)將預混物置于雙螺桿擠出機中進行擠出拉絲,即得到一種適用于3D打印的柔性材料。
所述的雙螺桿擠出機溫度依次設定為:190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,模頭溫度190-230℃,螺桿長徑比大于32,螺桿旋轉速度為150-180r/min,喂料速度為10-15r/min。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明開發(fā)了一種適用于FDM3D打印技術的柔性材料,該材料具有低硬度,并且打印制品具有優(yōu)異的表面質感,拓寬了3D打印材料領域。
2、本發(fā)明的適用于3D打印的柔性材料采用了熱塑性彈性體SEBS,因此,不僅具有耐壓縮變形性和優(yōu)異的力學性能,同時還改善了材料的耐候性、耐熱性。
3、本發(fā)明的適用于3D打印的柔性材料在打印流暢性和材料層間粘結性上也表現(xiàn)優(yōu)秀。
4、本發(fā)明的適用于3D打印的柔性材料的制備方法具有過程簡單、操作方便、易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點。
具體實施方式
以下通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明,但不應將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下實例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下,根據(jù)本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更,均應包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
實施例1
適用于3D打印的柔性材料的制備方法,采用以下步驟:
(1)23份(重量比,下同)的聚丙烯,20份熱塑性彈性體SEBS,5份聚苯乙烯,50份礦物油,2抗氧劑
(2)按(1)中配比稱取各物質,在高速捏合機中混合1-10分鐘,得到預混物;
(3)將(2)所得預混物置于雙螺桿擠出機中進行擠出拉絲,雙螺桿擠出機溫度依次設定為:190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,模頭溫度190-230℃,螺桿長徑比大于32,螺桿旋轉速度為150-180r/min,喂料速度為10-15r/min。
所得材料邵氏硬度(A)為30,扯斷拉伸強度為2MPa,極限伸長率為300%,具有良好的3D打印流暢性和層間粘結性。
實施例2
適用于3D打印的改性聚乳酸復合材料的制備方法,采用以下步驟:
(1)15份(重量比,下同)的聚丙烯,30份熱塑性彈性體SEBS,13份聚苯乙烯,40份礦物油,2抗氧劑
(2)按(1)中配比稱取各物質,在高速捏合機中混合1-10分鐘,得到預混物;
(3)將(2)所得預混物置于雙螺桿擠出機中進行擠出拉絲,雙螺桿擠出機溫度依次設定為:190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,模頭溫度190-230℃,螺桿長徑比大于32,螺桿旋轉速度為150-180r/min,喂料速度為10-15r/min。
所得材料邵氏硬度(A)為50,扯斷拉伸強度為6.0MPa,極限伸長率為300%,具有良好的3D打印流暢性和層間粘結性。
實施例3
適用于3D打印的改性聚乳酸復合材料的制備方法,采用以下步驟:
(1)18份(重量比,下同)的聚丙烯,30份熱塑性彈性體SEBS,15份聚苯乙烯,35份礦物油,2抗氧劑
(2)按(1)中配比稱取各物質,在高速捏合機中混合1-10分鐘,得到預混物;
(3)將(2)所得預混物置于雙螺桿擠出機中進行擠出拉絲,雙螺桿擠出機溫度依次設定為:190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,190-230℃,模頭溫度190-230℃,螺桿長徑比大于32,螺桿旋轉速度為150-180r/min,喂料速度為10-15r/min。
所得材料邵氏硬度(A)為70,扯斷拉伸強度為8,極限伸長率為300%,具有良好的3D打印流暢性和層間粘結性。