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一种3D打印材料及其制备方法

阅读:903发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种3D打印材料及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种3D打印材料及其制备方法。该3D打印材料按重量份计,包括:PP 树脂 粉30-45份; 植物 纤维 粉10-30份;短切 碳 纤维10-20份;活性碳酸 钙 10-20份; 偶联剂 0.3-2份;加工助剂1-3份; 润滑剂 1-3份;增韧剂1-5份;稳定剂1-3份;该 碳纤维 增强木塑 复合材料 制备方法为将植物纤维粉、碳纤维粉烘干得到干燥粉,将干燥粉和偶联剂加入到高速混合机中得到改性干燥粉,将改性干燥粉与PP塑料、其他制剂一起高速混合经 脱粒机 脱粒、 挤出机 挤出成线材。本发明的3D打印材料相对于现有打印材料,具有无毒、无味, 力 学性能好,强度高,易加工,耐 腐蚀 ,熔融 温度 较低,流动性好,冷却速度快,透明易 染色 等特点,且原料来源广、价格低。,下面是一种3D打印材料及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种3D打印材料,其特征在于,按重量份计,包括:PP树脂粉30-45份;植物纤维粉10-
30份;短切纤维10-20份;活性碳酸10-20份;偶联剂0.3-2份;加工助剂1-3份;润滑剂1-
3份;增韧剂1-5份;稳定剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的3D打印材料,其特征在于:所述的偶联剂为烷类偶联剂、酸酯偶联剂、来酸酐偶联剂中任一种或它们的混合物。
3.根据权利要求1所述的3D打印材料,其特征在于:所述的短切碳纤维目数为200-300目,长度0.05-0.1mm,直径6μm。
4.根据权利要求1所述的3D打印材料,其特征在于:所述的加工助剂为二辛脂和ACR树脂中任一种或它们的混合物。
5.根据权利要求1所述的3D打印材料,其特征在于:所述的润滑剂为聚乙烯蜡、化聚乙烯蜡中任一种或它们的混合物。
6.根据权利要求1所述的3D打印材料,其特征在于:所述的增韧剂为丙烯酸酯类。
7.根据权利要求1所述的3D打印材料,其特征在于:所述的稳定剂为钙锌复合环保稳定剂。
8.根据权利要求1所述的3D打印材料,其特征在于:还包括白炭黑1-3份。
9.一种3D打印材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将植物纤维粉、碳纤维粉在110℃~130℃温度下烘干,使其量<1%,得到干燥粉;
S2、将所述干燥粉加入到高速混合机中,在100~120℃下高速搅拌混合,高速混合机转速为800~1500rpm,按照所述干燥粉和偶联剂比例为100g:1~4g加入偶联剂,继续搅拌5~
10min,得到改性干燥粉;
S3、将所述改性干燥粉与所述PP塑料、其他制剂在110~130℃高速混合在一起,15~
30min后再冷却至40~60℃放入料筒得到混合粉料;
S4、将所述混合料粉加入造粒机,挤出温度为175~190℃,转速15~30rpm下挤出造粒,得到粒料;再所述粒料加入挤出机,在挤出温度为175~200℃,转速15~35rpm下挤出得到线材。

说明书全文

一种3D打印材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种3D打印材料及其制备方法,尤其涉及一种3D打印纤维增强木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 3D打印又称为快速成型技术,也称为增材制造技术,以数字模型文件为基础,使用金属粉末或塑料等具有黏合性的材料逐层打印来制造任意形状物品的技术。熔融挤压堆积成型(FDM)技术是3D打印常用的一种技术,此技术利用热塑性聚合物在熔融状态下,从打印喷头挤出,然后凝固成轮廓薄层,再一层一层的叠加而成。
[0003] 传统3D打印耗材无法同时满足良好的打印效果和较高的强度。在医疗、汽车、模具制造及机器人等行业,使用金属粉末具有较高的强度,但熔融温度高,材料成本高,打印出来的部件缺少亲切感;使用传统热塑性树脂3D打印出来的部件又不足以提供足够的学强度,故不适合用于载荷较大的场合。因此急需开发一种新的高强度木塑复合3D打印材料。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种3D打印材料及其制备方法,使得打印出来的产品具有较高的强度,还具有木质亲近感,本发明采取了如下技术方案:
[0005] 一种3D打印材料,按重量份计,包括:
[0006] PP树脂粉30-45份;植物纤维粉10-30份;短切碳纤维10-20份;活性碳酸10-20份;偶联剂0.3-2份;加工助剂1-3份;润滑剂1-3份;增韧剂1-5份;稳定剂1-3份。
[0007] 进一步地,所述的偶联剂为烷类偶联剂、酸酯偶联剂、来酸酐偶联剂中任一种或他们的混合物。
[0008] 进一步地,所述的短切碳纤维目数为200-300目,长度0.05-0.1mm,直径6μm。
[0009] 进一步地,所述的加工助剂为二辛脂和ACR树脂中任一种或它们的混合物。
[0010] 进一步地,所述的润滑剂为聚乙烯蜡、化聚乙烯蜡中任一种或它们的混合物。
[0011] 进一步地,所述的增韧剂为丙烯酸酯类。
[0012] 进一步地,所述的稳定剂为钙锌复合环保稳定剂。
[0013] 进一步地,还包括白炭黑1-3份。
[0014] 一种本发明的3D打印材料的制备方法,包括以下步骤:
[0015] S1、将植物纤维粉、碳纤维粉在110℃~130℃温度下烘干,使其量 <1%,得到干燥粉;
[0016] S2、将所述干燥粉加入到高速混合机中,在100~120℃下高速搅拌混合,高速混合机转速为800~1500rpm,按照所述干燥粉和偶联剂比例为100g:1~ 4g加入偶联剂,继续搅拌5~10min,得到改性干燥粉;
[0017] S3、将所述改性干燥粉与所述PP塑料、其他制剂在110~130℃高速混合在一起,15~30min后再冷却至40~60℃放入料筒得到混合粉料;
[0018] S4、将所述混合料粉加入造粒机,挤出温度为175~190℃,转速15~30rpm 下挤出造粒,得到粒料;再所述粒料加入挤出机,在挤出温度为175~200℃,转速15~35rpm下挤出得到线材。
[0019] 本发明的3D打印材料相对于现有打印材料,具有无毒、无味,力学性能好,强度高,易加工,耐腐蚀,熔融温度较低,流动性好,冷却速度快,透明易染色等特点,且原料来源广、价格低。植物纤维/聚丙烯的木塑复合材料使得其兼具木材和塑料的双重特性,且打印出来的物品具有木质感,更具亲近感。加入白炭黑后,通过混合料粉内部反应,将弯曲强度提高了近2.5倍,解决了打印部件翘曲、开裂的问题,着色性、耐候性、流动性都有明显提高。

具体实施方式

[0020] 按照下表进行备料:
[0021]
[0022] 将上述4组实施例备好料分别进行以下加工:
[0023] (1)将植物纤维粉、碳纤维粉在110℃温度下烘干,使其含水量<1%,得到干燥粉;
[0024] (2)将干燥粉加入到高速混合机中,在120℃下高速搅拌混合,高速混合机转速为1500rpm,按照干燥粉和偶联剂比例为100g:1~4g加入偶联剂,继续搅拌10min,得到改性干燥粉;
[0025] (3)将改性干燥粉与PP塑料、其他制剂在130℃高速混合在一起,30min 后再冷却至60℃放入料筒得到混合粉料;
[0026] (4)将混合料粉加入造粒机,挤出温度为180℃,转速30rpm下挤出造粒,得到粒料;再将粒料加入挤出机,在挤出温度为200℃,转速35rpm下挤出得到线材。
[0027] 表1为上述4组实施例得到和常规配方、常规制备方法3D打印木塑复合材料的物理力学性能测试结果(GB/T29418-2012):
[0028]
[0029] 表1
[0030] 以上所述,仅是本发明较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围的。
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