[發(fā)明專(zhuān)利]一種高韌性耐疲勞3D打印聚丙烯材料

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710801859.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107501733A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 王明江
• 主分類(lèi)號(hào): C08L23/12
• 分類(lèi)號(hào): C08L23/12;C08L75/04;C08K5/524;C08K3/38;C08K3/04;B33Y70/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種3D打印材料，更確切地說(shuō)，是一種高韌性耐疲勞3D打印聚丙烯材料。

背景技術(shù)

3D打印即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車(chē)，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

聚丙烯是一種使用較為廣泛的塑料，以聚丙烯為主要原料的3D材料也為數(shù)眾多。但是目前普遍使用的3D打印用聚丙烯材料會(huì)因?yàn)楦邷厝刍饘哟蛴《g性不佳，抗疲勞性能也不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題，從而提供一種高韌性耐疲勞3D打印聚丙烯材料。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：

一種高韌性耐疲勞3D打印聚丙烯材料，由如下重量份的原料組成：聚丙烯250-280份，聚氨酯30-50份，亞磷酸三甲酯10-20份，納米氮化硼5-15份，石墨5-10份；

所述高韌性耐疲勞3D打印聚丙烯材料的制備方法：

首先，將聚丙烯、聚氨酯、亞磷酸三甲酯加入高速混料機(jī)，混料機(jī)內(nèi)膽內(nèi)溫度控制在165-175℃，以1200-1500rpm的速度高速混合20-30分鐘，然后向高速混料機(jī)中加入納米氮化硼和石墨，繼續(xù)混合10-15分鐘后出料；

然后，將所得混合料加入擠出機(jī)，擠出料冷卻后剪切得擠出顆粒料；

最后，將所得的顆粒料加入粉碎機(jī)粉碎成粉劑，所得粉劑過(guò)400目篩后即得。

作為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，所述材料由如下重量份的原料組成：聚丙烯260份，聚氨酯35份，亞磷酸三甲酯12份，納米氮化硼13份，石墨9份。

作為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，所述的納米氮化硼的顆粒尺寸為60-80納米。

本發(fā)明的高韌性耐疲勞3D打印聚丙烯材料相關(guān)組分的作用。

聚氨酯：聚氨酯的添加可以增加聚丙烯材料3D打印時(shí)的流動(dòng)性，發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加了聚氨酯的材料與未添加聚氨酯的材料相比在熔融狀態(tài)下更易流動(dòng)，這有利于提高材料的打印速度，同時(shí)也降低了聚丙烯材料的整體粘度，打印材料與打印機(jī)噴頭之間不易粘連，也延長(zhǎng)了打印設(shè)備的使用壽命。

亞磷酸三甲酯：添加了亞磷酸三甲酯的打印材料在進(jìn)行3D打印的過(guò)程中層與層之間熔接性更好。發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加了亞磷酸三甲酯的聚丙烯材料比沒(méi)有添加亞磷酸三甲酯的聚丙烯材料在打印的時(shí)候具有更好的熔接性，這樣打印成型后的材料整體性更好，也有利于提高材料的整體強(qiáng)度。

納米氮化硼：納米氮化硼的添加可以有效提高聚丙烯材料的韌性。發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加了納米氮化硼的聚丙烯打印材料比沒(méi)有添加的材料韌性更佳，具有更高的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

石墨：石墨在本發(fā)明的聚丙烯材料中起到是提高材料耐疲勞性的作用。發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加了石墨的聚丙烯材料比沒(méi)有添加石墨的聚丙烯材料具有更強(qiáng)的耐疲勞性，在相同的周期性外力作用下添加了石墨的聚丙烯材料更加不易斷裂，用該聚丙烯材料打印出來(lái)的成品耐疲勞性也更好。

本發(fā)明的高韌性耐疲勞3D打印聚丙烯材料采用較為普通的原材料制成，成品的價(jià)格較進(jìn)口材料具有較大優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的3D打印聚丙烯材料打印的過(guò)程中流動(dòng)性較好，有利于提高材料的打印速度，同時(shí)在打印的時(shí)候材料不易與打印設(shè)備粘連，有利于延長(zhǎng)打印設(shè)備的使用壽命。使用本發(fā)明的3D打印聚丙烯材料打印出來(lái)的成品具有更強(qiáng)的韌性和更好的抗疲勞性。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

[實(shí)施例1]

按重量份取聚丙烯250份，聚氨酯30份，亞磷酸三甲酯10份，納米氮化硼5份，石墨5份。

首先，將聚丙烯、聚氨酯、亞磷酸三甲酯加入高速混料機(jī)，混料機(jī)內(nèi)膽內(nèi)溫度控制在165℃，以1200rpm的速度高速混合20分鐘，然后向高速混料機(jī)中加入納米氮化硼和石墨，繼續(xù)混合10分鐘后出料；

然后，將所得混合料加入擠出機(jī)，擠出料冷卻后剪切得擠出顆粒料；