[發明專利]一種高韌性3D打印用復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810417416.1
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108659335A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 俞克波
• 申請（專利權）人: 肥西縣碧濤建材有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L67/02;C08L97/00;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/36;C08K3/30;C08K3/34;B33Y70/00
• 代理公司: 合肥道正企智知識產權代理有限公司 34130
• 代理人: 謝偉

本發明公開了一種高韌性3D打印用復合材料及其制備方法，涉及3D打印材料領域，包括以下重量份計的原料：聚丙烯40?50份、聚對苯二甲酸乙二醇酯30?40份、木質素18?26份、聚丙烯纖維8?15份、納米硅膠5?9份、氣相二氧化硅6?10份、重晶石粉5?9份、碳化硅5?9份、桐油4?8份、2?甲基咪唑2?4份、偶聯劑1.8?3.5份和增塑劑3?7份；本發明復合材料通過原料組分間的協同配合作用，具有良好的韌性，提高了材料的抗裂性能優異，尺寸穩定性高，材料加工性高，制備方法簡單，應用范圍廣。

技術領域

本發明涉及3D打印材料領域，具體涉及一種高韌性3D打印用復合材料及其制備制備方法。

背景技術

3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

目前3D打印常用材料有石膏材料、鈦合金等材料。但是現有的3D打印材料仍然存在柔韌性差和抗裂性能低的缺點，不能滿足市場需求。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種高韌性3D打印用復合材料及其制備方法，本發明復合材料通過原料組分間的協同配合作用，具有良好的韌性，提高了材料的抗裂性能優異，尺寸穩定性高，材料加工性高，制備方法簡單，應用范圍廣。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現的：

一種高韌性3D打印用復合材料，包括以下重量份計的原料：

聚丙烯40-50份、聚對苯二甲酸乙二醇酯30-40份、木質素18-26份、聚丙烯纖維8-15份、納米硅膠5-9份、氣相二氧化硅6-10份、重晶石粉5-9份、碳化硅5-9份、桐油4-8份、2-甲基咪唑2-4份、偶聯劑1.8-3.5份和增塑劑3-7份。

優選地，包括以下重量份計的原料：聚丙烯43-47份、聚對苯二甲酸乙二醇酯33-37份、木質素21-23份、聚丙烯纖維10-13份、納米硅膠6-8份、氣相二氧化硅7-9份、重晶石6-8份、碳化硅6-8份、桐油5-7份、2-甲基咪唑2.5-3.5份、偶聯劑2.4-2.9份和增塑劑5-7份。

優選地，包括以下重量份計的原料：聚丙烯45份、聚對苯二甲酸乙二醇酯35份、木質素22份、聚丙烯纖維12份、納米硅膠7份、氣相二氧化硅8份、重晶石7份、碳化硅7份、桐油6份、2-甲基咪唑3份、偶聯劑2.7份和增塑劑6份。

優選地，所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑或者硅烷偶聯劑中的任一種。

優選地，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、乙酰檸檬酸三丁酯和環氧大豆油中的一種或幾種結合。

本發明中還公開了一種上述高韌性3D打印用復合材料的制備方法，具體地，包括以下步驟：

(1)按照高韌性3D打印復合材料的原料重量份數稱取各組分；

(2)將木質素、聚丙烯纖維、納米硅膠、氣相二氧化硅、重晶石粉、碳化硅分別置于真空烘箱中，干燥4-7小時；

(3)將干燥后的木質素、聚丙烯纖維、納米硅膠、氣相二氧化硅、重晶石粉、碳化硅加入高速混合機中，升溫至50-60攝氏度，混合3-6分鐘后，加入硅烷偶聯劑和桐油繼續混合10-15分鐘，加入聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯，升溫至75-90攝氏度，混合5-10分鐘后，加入2-甲基咪唑和增塑劑，混合15-20分鐘；