[發(fā)明專利]3D打印用組合物和3D打印用材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011325138.0
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN114524988B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張清怡;衣惠君;擺音娜;王琳;趙志杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;北京燕山石化高科技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/16;C08K13/04;C08K5/098;C08K7/20;C08K5/134;C08K5/526;B33Y70/10
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 陳靜;劉依云

本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，公開了3D打印用組合物和3D打印用材料及其制備方法和應(yīng)用。涉及一種3D打印用組合物，該組合物含有聚丙烯樹脂、有機成核劑、無機成核劑和抗氧化劑；其中，所述聚丙烯樹脂包括均聚聚丙烯樹脂和抗沖共聚聚丙烯樹脂。還涉及3D打印用材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的3D打印用材料具有低收縮、高韌性、高耐熱性等特點，適用于多種熔融沉積法打印機型，并使其在3D打印技術(shù)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及3D打印用組合物和3D打印用材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

3D打印，又稱增材制造，在國防軍事、航空航天、工業(yè)模型設(shè)計、產(chǎn)品原型設(shè)計、生物醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。3D打印制品無需經(jīng)過注塑成型，即可獲得強度高，韌性好的成型零件。可直接用于對模型進行強度、性能的檢驗，驗證產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)的合理性、制造工藝的可行性、造型的美觀性，能夠及時修改、完善產(chǎn)品設(shè)計，以滿足市場的需要，從而大大縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低研制成本，使企業(yè)具備更強的競爭能力。

3D打印的主流成型方法包括融熔沉積成型(FDM)、立體光固化成型(SLA)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)等。目前，F(xiàn)DM成型技術(shù)使用最多的高分子材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)和聚乳酸(PLA)。但是ABS因為含有苯環(huán)，因此在打印過程中會釋放有害氣味，而PLA由于其結(jié)構(gòu)特性，耐溫性及耐濕性較差。

聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，其具有優(yōu)異的力學(xué)性及環(huán)境友好性，加之較低的價格，比ABS和PLA應(yīng)具有更大的應(yīng)用價值。但是PP材料比PLA具有更大的收縮率，不利于成型，并且耐熱性和韌性不如ABS。

因此如何能夠開發(fā)出3D打印用低收縮、高韌性、高耐熱性PP耗材是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中3D打印用聚丙烯材料存在的高收縮、低韌性、低耐熱的缺陷。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種3D打印用組合物，該組合物含有聚丙烯樹脂、有機成核劑、無機成核劑和抗氧化劑；

其中，所述聚丙烯樹脂包括均聚聚丙烯樹脂和抗沖共聚聚丙烯樹脂；

以該組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述均聚聚丙烯樹脂的含量為50-85重量％、所述抗沖共聚聚丙烯樹脂的含量為5-40重量％、所述有機成核劑的含量為0.05-0.3重量％、所述無機成核劑的含量為1-10重量％、所述抗氧化劑的含量為0.05-1重量％。

本發(fā)明的第二方面提供一種制備3D打印用材料的方法，該方法包括：將第一方面所述的3D打印用組合物中的各組分依次進行混合、擠出造粒和成型處理。

本發(fā)明的第三方面提供由第二方面所述的方法得到的3D打印用材料。

本發(fā)明的第四方面提供第三方面所述的3D打印用材料在熔融沉積法3D打印中的應(yīng)用。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種低收縮、高韌性、高耐熱的3D打印用聚丙烯材料。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

如前所述，本發(fā)明的第一方面提供了一種3D打印用組合物，該組合物含有聚丙烯樹脂、有機成核劑、無機成核劑和抗氧化劑；

其中，所述聚丙烯樹脂包括均聚聚丙烯樹脂和抗沖共聚聚丙烯樹脂；