一種用于3d打印的隔聲材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于新材料領域，具體涉及一種用于3D打印的隔聲材料。
【背景技術】
[0002] 3D打印技術是一種新型的打印技術，3D打印技術作為快速成型技術中的一種，最 早可追溯到美國麻省理工學院的Scans E.M.和Cima M.J.等人在1991年申報的關于3D打印 的專利。這種技術相比于二維打印，不同之處在于，二維打印打印出來的文稿或照片是平面 的二維圖案，而3D打印打印出來的是一個三維的物體。3D打印和二維打印具有相似的地方， 比如二維打印是將油墨等材料噴涂在承印材料上，一般厚度不高，幾個微米。而如果在承印 物上不止印刷一次，而且是多次印刷，承印物上的"墨"的厚度會越積越高，最終形成3D模 型。
[0003] 中國專利公開號為CN 104420004A公開了吸聲隔聲纖維材料及其制備方法，該方 法由如下重量份數(shù)的組分組成:聚氨脂100份，膨化珍珠巖30~70份，氟硅酸20~30份，碳酸 鈣1~3份，抗靜電劑1~5份，滑石粉1~3份。該發(fā)明的有益效果是:采用了有機和無機復合 材料，大大提高了產(chǎn)品的強度，獲得的產(chǎn)品為纖維。但是該方法制備的材料加工流動性差， 無法運用于3D打印。
[0004] 中國專利公開號為CN 102816378A公開了一種硫酸鋇增強聚丙烯隔聲復合材料， 該發(fā)明組份及其重量百分比含量為:聚丙烯：15%-40%，粒徑為1-100微米的硫酸鋇:30-60%， 粒徑為1-100微米的滑石粉:25-40%，偶聯(lián)劑:0.5-2%，潤滑劑:0.1-1%，穩(wěn)定劑:0.1-0.3%。該 發(fā)明的一種硫酸鋇增強聚丙烯隔聲復合材料是采用PP、硫酸鋇、滑石粉、偶聯(lián)劑、潤滑劑以 及穩(wěn)定劑，這些組分制作的硫酸鋇增強聚丙烯隔聲復合材料料隔聲效果好;但是該發(fā)明加 工流動性差，不能運用3D打印。
[0005] 中國專利公開號為CN 104496373A公開了一種隔音建筑新型材料，該發(fā)明包括以 下重量份數(shù)的原料組成:聚氯乙烯15~35份，植物纖維10~25份，密胺樹脂10~15份，碳酸鈣5~ 15份，硅藻土3~8份，氧化鎂5~10份，碳化硅3~8份，增韌劑卜5份，阻燃劑卜3份，粘合劑卜3 份，分散劑〇. 1~〇. 8份，增稠劑0.1~0.5份。該發(fā)明提出的建筑材料具有優(yōu)異的隔音性能，力 學特性好，但是該發(fā)明制備的材料僅適用于建筑材料。
[0006] 隨著3D打印技術的高速發(fā)展，3D打印材料作為3D打印技術中的重要組成部分也越 加收到重視，而目前具有隔聲功能的3D打印材料的很少，大大限制了3D打印材料的選擇，因 此，開發(fā)一種適用于3D打印的具有隔聲功能的3D打印材料，對促進3D打印的發(fā)展，豐富3D打 印材料具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的：為了豐富3D打印材料種類，本發(fā)明提供一種用于3D打印的隔聲材料， 其隔音效果好，同時具有優(yōu)異的加工流動性和力學性能，為3D打印材料提供更多的選擇。
[0008] 本發(fā)明采用的技術方案:為了解決上述問題，提供了一種用于3D打印的隔聲材料， 由包含多孔球形碳酸鈣和松木粉的以下材料以重量份為單位組成： 聚氯乙稀 40-50 多孔球形碳酸鈣 35-45 松木粉 10-20 滑石粉 2.0-4.0 硅烷偶聯(lián)劑 0.8-1.6 硬脂酸 0.2-0.4。
[0009] 進一步地，所述聚氯乙烯為軟質(zhì)聚氯乙烯，由懸浮聚合法制得。
[0010] 進一步地，所述多孔球形碳酸鈣為輕質(zhì)多孔球形碳酸鈣，粒徑介于500納米和1000 納米之間，孔徑介于50納米和150納米之間，孔隙率介于50%和60%之間。
[0011] 進一步地，所述松木粉細度介于1〇〇〇目和5000目之間，含水率低于5%。
[0012] 進一步地，所述滑石粉為片狀滑石粉，粒徑介于100納米和200納米之間，徑厚比介 于10:1和20:1之間，經(jīng)由十六烷基三甲基溴化銨改性處理。
[0013] 上述用于3D打印的隔聲材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將重量份為35-45的多孔球形碳酸鈣，重量份為10-20的松木粉，重量份為2.0-4.0 的滑石粉，重量份為0.8-1.6的硅烷偶聯(lián)劑和重量份為0.2-0.4的硬酸酯在常溫下的高速攪 拌機中進行混合攪拌，攪拌轉速360-480rpm，攪拌時間20分鐘，得到改性的多孔球形碳酸|丐 和松木粉； (2) 將步驟(1)得到的改性的多孔球形碳酸鈣和松木粉加入重量份為40-50,加熱溫度 160°C下熔融的聚氯乙烯中，加入過程中進行攪拌，攪拌轉速360-420rpm，攪拌時間30分鐘， 得到混合均勻的聚氯乙烯復合材料； (3) 將步驟(2)得到的混合均勻的聚氯乙烯復合材料送入長徑比為36:1的雙螺桿擠出 機中擠出造粒，擠出機轉速為180-240rpm，擠出機各段溫度為：加料段180-200°C、熔融段 200-210°C、混煉段210-220°C、排氣段215-205°C、均化段205-190°C;制得所需用于3D打印 的隔聲材料。
[0014] 本發(fā)明的原理:利用多孔球形碳酸鈣的隔聲和優(yōu)異力學性能、流動性能，利用松木 粉的力學性能好、價格低、耐磨，以及片狀滑石粉的流動性和力學性能，與聚氯乙烯混合擠 出造粒，制得具有隔聲功能的流動性好、力學性能優(yōu)異的用于3D打印的隔聲材料，豐富了 3D 打印材料中隔聲材料的種類，為3D打印材料提供更多選擇。另一方面利用聚氯乙烯的熱塑 加工性和熔融狀態(tài)下的流動性，使得制得的3D打印隔聲材料在加熱狀態(tài)下具備流動性，冷 卻狀態(tài)下也可以快速固化成型，完全滿足熔融沉積和3D打印的要求。在利用熔融沉積3D打 印設備打印該隔聲材料時，位于打印頭的加熱設備可以使材料熔融從而具備流動性;在材 料打印離開打印頭后，環(huán)境溫度下降，材料中的聚氯乙烯快速冷卻固化成型。
[0015] 本發(fā)明突出特點和有益效果在于： (1) 本發(fā)明的用于3D打印的隔聲材料以聚氯乙烯、多孔球形碳酸鈣和松木粉為主要原 料，隔聲效果好、密度小且綠色環(huán)保； (2) 本發(fā)明的用于3D打印的隔聲材料流動性好，通過改性后的多孔球形碳酸鈣和滑石 粉優(yōu)異的流動性，使得用于3D打印的隔聲材料的流動性和力學性能增強； (3) 本發(fā)明用于3D打印的隔聲材料的生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，安全環(huán)保，具有較高的 市場應用前景。
【具體實施方式】
[0016] 下面根據(jù)具體實施例對本發(fā)明作更進一步的說明，以下所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實 施方式，在相同原理下，可以做出部分改進，這些改進也屬于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)： 實施例1: 一種用于3D打印的隔聲材料： (1) 將重量份為35的多孔球形碳酸鈣，重量份為10的松木粉，重量份為2.0的滑石粉，重 量份為0.8的硅烷偶聯(lián)劑和重量份為0.2的硬酸酯在常溫下的高速攪拌機中進行混合攪拌， 攪拌轉速360rpm，攪拌時間20分鐘，得到改性的多孔球形碳酸|丐和松木粉； (2) 將步驟(1)得到的改性的多孔球形碳酸鈣和松木粉加入重量份為40,加熱溫度160 °C下熔融的聚氯乙烯中，加入過程中進行攪拌，攪拌轉速360rpm，攪拌時間30分鐘，得到混 合均勻的聚氯乙烯復合材料； (3) 將步驟(2)得到的混合均勻的聚氯乙烯復合材料送入長徑比為36:1的雙螺桿擠出 機中擠出造粒，擠出機轉速為180rpm，擠出機各段溫度為：加料段180-200°C、熔融段200-2