[发明专利]一种3D打印用增韧耐热PET材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印用增韧耐热PET材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

3D打印技术出现在上世纪90年代中期，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机与普通打印机的工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。时至今日，这一技术已经在多个领域得到应用，人们已经开始用它来制造服装、建筑模型、汽车等。传统的制造技术如注塑法可以较低的成本大量制造聚合物产品，而3D打印技术则可以更快、更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。

目前市场上3D成型技术比较常用的聚合物材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）、尼龙（PA）和聚酯（PBT）。PET一直是很受人们欢迎的材料，不仅成本低廉，且具有无毒环保、无刺鼻性气味、耐摩擦、尺寸稳定性好、硬度高、透明易染色等优点，应用面广，均符合3D打印技术对聚合物材料的要求。然而，PET的热变形温度低，冲击强度低，韧性不好，导致打印出来的产品应用范围受到很大的限制，需要通过对PET改性来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印用增韧耐热PET材料及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种3D打印用增韧耐热PET材料，其由以下质量份的原料组成：

PET：80～90份；

扩链剂：0.5～5份；

成核剂：0.1～3份；

成核促进剂：0.5～3份；

增韧剂：1～5份；

无机补强剂：1～5份；

抗氧剂：0.5～1份；

润滑剂：0.5～1份；

纳米颗粒：1～3份。

所述扩链剂为多环氧基扩链剂。

所述成核剂为长链饱和羧酸钠盐。

所述成核促进剂为乙烯-甲基丙烯酸共聚物钠盐、苯甲酸钠中的至少一种。

所述增韧剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙烯-丙烯酸甲酯三元共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化乙烯共聚物中的至少一种。

所述无机补强剂为滑石粉、氢氧化铝、氧化铝、氧化锌、氧化镁、二氧化硅、硅酸铝、硅灰石、硼酸锌、碳酸钙、硫酸钡、膨润土、高岭土、云母粉、凹凸棒土、海泡石、硅微粉中的至少一种。

所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、复合抗氧剂中的至少一种。

所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺、聚烯烃蜡、微晶石蜡、芥酸酰胺、油酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸丁酯、硅酮粉中的至少一种。

所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌中的至少一种。

上述3D打印用增韧耐热PET材料的制备方法，包括以下步骤：

1)对PET进行干燥处理；

2)将PET、扩链剂、成核剂、成核促进剂、增韧剂、无机补强剂、抗氧剂、润滑剂和纳米颗粒混合，搅拌均匀；

3)将步骤2）的物料加入挤出机中，混炼、挤出、造粒，得到3D打印用增韧耐热PET材料。

本发明的有益效果是：

1）本发明的方法通过高速共混改性熔融挤出技术，将多环氧扩链剂、成核剂、增韧剂等混合均匀，通过提高分子量来提高PET的热变形温度，并将高分子成核剂与无机粒子搭配，大大提高了成核速度，加快了成型速度；

2）本发明的3D打印用增韧耐热PET材料的模温在90～95℃之间，热变形温度可达105℃，缺口冲击强度约为110J/m，具有很好的韧性，热变形温度适宜，生产成本低廉，易于工业化，可广泛用于各类3D打印成型的电子元器件产品、电子产品。

具体实施方式

一种3D打印用增韧耐热PET材料，其由以下质量份的原料组成：

PET：80～90份；

扩链剂：0.5～5份；

成核剂：0.1～3份；

成核促进剂：0.5～3份；

增韧剂：1～5份；

无机补强剂：1～5份；

抗氧剂：0.5～1份；

润滑剂：0.5～1份；

纳米颗粒：1～3份。