[发明专利]一种低收缩高韧性的3D打印聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低收缩高韧性的3D打印聚丙烯材料及其制备方法。以重量百分比计，该3D打印聚丙烯材料的原料组成包括：聚丙烯60‑99％，玻璃微珠0.5‑35％，偶联剂0.1‑2％，润滑剂0.1‑5％，爽滑剂0.1‑0.5％，各组分的重量百分比之和为100％。该3D打印聚丙烯材料的制备方法是通过双螺杆挤出机进行内挤出造粒制备的。相比较于一般聚丙烯，本发明的3D打印聚丙烯材料的收缩率低，经过检测，仅为0.8％‑1.6％不等。

技术领域

本发明涉及一种低收缩高韧性的3D打印聚丙烯材料及其制备方法，属于3D打印技术领域。

背景技术

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，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”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。本发明主要研究的是3D打印其中的FDM(熔融沉积成型)法，主要适用于桌面级3D打印机。这种打印机目前使用的耗材有PLA、ABS等热塑性材料。PLA(聚乳酸)是一种生物可降解材料，具有环保性；ABS树脂(原名为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)比PLA耐高温，均是目前市场中桌面级3D打印机的主要耗材。

ABS具有遇冷收缩的问题，会从加热板上局部脱落下来，甚至，打印的物体高度很高时还会整层剥离，而且打印时会有难闻刺鼻性气味，容易致人头晕恶心；PLA不耐高温，抗冲击性能较低，强度较低。传统PP耗材收缩性太大，打印时有严重的曲翘问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种3D打印聚丙烯材料及其制备方法，该材料具有低收缩高韧性的特点。

为达到上述目的，本发明提供了一种低收缩高韧性的3D打印聚丙烯材料，通过对聚丙烯进行物理填充改性，利用无机填料、相容剂和聚丙烯等进行共混改性，达到降低聚丙烯收缩率，并且提高耐冲击性的目的。以重量百分比计，该3D打印聚丙烯材料的原料组成包括：聚丙烯60-99％，玻璃微珠0.5-35％，偶联剂0.1-2％，润滑剂0.1-5％，爽滑剂0.1-0.5％，各组分的重量百分比之和为100％。

在上述3D打印聚丙烯材料中，优选地，所采用的聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯；更优选地，所述聚丙烯的熔融指数为4-9g/10min。该熔融指数是在230℃、2.16g负重下测定的。

在上述3D打印聚丙烯材料中，优选地，所采用的玻璃微珠的尺寸为200-1000目；更优选为400-1000目。

在上述3D打印聚丙烯材料中，优选地，所采用的偶联剂包括钛酸酯、磷酸酯、硼酸酯和铝酸酯中的一种或几种的组合。

在上述3D打印聚丙烯材料中，优选地，所采用的润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌和硬脂酸钡中的一种或几种的组合。

在上述3D打印聚丙烯材料中，优选地，该3D打印聚丙烯材料还包括石蜡，所述石蜡的含量为0.1-5％。石蜡能够起到润滑剂的作用，同时对于各种成分的分散、加工以及3D打印聚丙烯材料的光泽度都会提供相应的帮助。

在上述3D打印聚丙烯材料中，优选地，所采用的爽滑剂包括油酸酰胺和/或芥酸酰胺。

在上述3D打印聚丙烯材料中，优选地，该3D打印聚丙烯材料还包括玻璃纤维，所述玻璃纤维的添加量为10-30％。更优选地，所述玻璃纤维的直径为10-20微米、长度为0.5-1毫米。添加玻璃纤维有利于减少收缩率，增加强度。

根据本发明的具体实施方案，优选地，以重量百分比计，本发明的3D打印聚丙烯材料的原料组成包括：聚丙烯60-99％，玻璃微珠0.5-35％，偶联剂0.1-2％，石蜡0.1-5％，润滑剂0.1-5％，爽滑剂0.1-0.5％，各组分的重量百分比之和为100％。