[發(fā)明專(zhuān)利]一種3D打印用高熔指PC復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910921807.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111484716A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬占;趙武學(xué);賈宇沖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川鑫達(dá)企業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L69/00
• 分類(lèi)號(hào): C08L69/00;C08L67/02;B33Y70/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專(zhuān)利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發(fā)明公開(kāi)了一種3D打印用高熔指PC復(fù)合材料及其制備方法，由如下重量份數(shù)的組分組成：PC 65?85份；PETG 15?35份；相容劑2?5份；抗氧劑0.2?0.5份；潤(rùn)滑劑0.3?1份。在PC材料中加入PETG材料，在高溫和剪切力的作用下，1,4?環(huán)己烷二甲醇酯與聚碳酸酯之間發(fā)生酯交換反應(yīng)和鏈滑移擴(kuò)散，使得PC材料的分子量分布變寬，分子鏈間的作用力減弱，材料熔體流動(dòng)速率提高，將PC耗材的打印溫度降低到250℃左右，符合常規(guī)FDM 3D打印機(jī)的打印溫度范圍。材料體系的內(nèi)應(yīng)力減弱，使得PC3D打印耗材制品的翹曲現(xiàn)象明顯改善。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于 3D 打印材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于熔融沉積造型技術(shù)(FDM)的高熔指 PC 復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

3D 打印技術(shù)又稱(chēng)增材制造技術(shù)，是快速成型技術(shù)的一種，興起于 20 世紀(jì) 80 年代，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用金屬或塑料等可粘結(jié)材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。常見(jiàn)的 3D 打印技術(shù)包括熔融沉積造型技術(shù)(FDM)、固化成形技術(shù)(SLA)、疊層實(shí)體制造技術(shù)(LOM)和選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)等。目前常用的 3D 打印機(jī)是采用 FDM 技術(shù)的設(shè)備。目前，市面應(yīng)用于 FDM 打印機(jī)的材料主要有 ABS、PLA 等，ABS 材料與 PLA 相比存在著打印時(shí)會(huì)產(chǎn)生難聞的氣味影響環(huán)境、ABS 打印大型零件模型時(shí)會(huì)產(chǎn)生翹曲變形、ABS打印溫度高且需要在密閉環(huán)境中打印等許多缺點(diǎn)。PLA 作為打印材料，由于其力學(xué)強(qiáng)度不高，熱變形溫度低，沖擊性能差，限制了在工程裝備領(lǐng)域的應(yīng)用。PC 材料具有優(yōu)異的綜合性能，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。PC 材料應(yīng)用于 FDM 技術(shù)，將會(huì)拓寬 FDM 技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用。但是 PC 應(yīng)用于 FDM 技術(shù)也存在問(wèn)題：PC 本身熔融溫度和熔體粘度高，常規(guī) FDM 打印機(jī)的加熱噴頭不能快速將其熔化，熔體也沒(méi)有足夠的流動(dòng)性以保證打印過(guò)程中穩(wěn)定流出；打印制品易出現(xiàn)翹曲，難以制備出形狀、尺寸穩(wěn)定的合格品。目前，還只有科思創(chuàng)等少數(shù)外企研發(fā)的 3D 打印用 PC 材料合適應(yīng)用在 FDM 打印機(jī)上，但依然還是用在少數(shù)特殊的高溫打印機(jī)上，而市場(chǎng)流通的大多數(shù)常用 FDM 型打印機(jī)仍不宜使用。因此為提高 PC 材料的熔融指數(shù)，降低 PC 材料的熔體粘度，降低 PC 材料對(duì)打印機(jī)的溫度要求，提高 PC3D 打印耗材的市場(chǎng)應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服 PC 材料作為 FDM 3D 打印線材熔體粘度高，線材直徑控制難度大，打印制品易發(fā)生翹曲等問(wèn)題，提供一種高熔指 PC 復(fù)合 3D 打印耗材，該耗材在保證 PC力學(xué)性能的同時(shí)提高 PC 材料的熔體流動(dòng)速率，解決目前市場(chǎng)上 PC 3D 打印耗材打印溫度高，熔體流動(dòng)性差，打印制品易翹曲等問(wèn)題，為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)四川鑫達(dá)企業(yè)集團(tuán)有限公司方案如下：

其原料組分按重量計(jì)，配方如下：配方如下：PC 65-85 份；PETG 15-35 份；相容劑 2-5份；抗氧劑 0.2-0.5 份；潤(rùn)滑劑 0.3-1 份。

一種 3D 打印用高熔指 PC 復(fù)合材料及其制備方法，其方法包括以下步驟：

（1）將 PC 和 PETG 材料分別放置在不同溫度設(shè)置的干燥箱干燥。PC 材料在

120℃干燥箱干燥 5h，PETG 材料在 70℃干燥 6h。（2）稱(chēng)取 65-85 份聚 PC 樹(shù)脂，15-35 份 PETG 樹(shù)脂，2~5 份相容劑、0.2-0.5 份抗氧劑、0.3-1 份潤(rùn)滑劑，加入高混機(jī)中高速混合 2-4 min。(3) 將步驟（2）所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)，在溫度 220-245℃、轉(zhuǎn)速 260-300、主喂料頻率 15-18、熔體壓力在 1.5-1.8MPa 工藝條件下造粒，將料條從擠出口模經(jīng)冷水槽冷卻后，經(jīng)切粒機(jī)切粒。(4) 將切好的 PC 復(fù)合材料在 100℃干燥 5 小時(shí)，在溫度235-245℃、轉(zhuǎn)速 210-250、主喂料頻率 10-15、熔體壓力在 1.0-1.3MPa 下，在 3D 耗材擠出機(jī)中擠出撐線，利用多功能性收卷機(jī)，完成高熔指 PC 復(fù)合線材的收卷。