[发明专利]用于3D打印PCL材料的制备装置及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料制备技术领域，且公开了用于3D打印PCL材料的制备装置及其制备方法，第一步首先将聚己内酯80‑95g、淀粉5‑20g、扩链剂44681g、润滑剂硬脂酸钙5g、抗菌剂0.5g、二氧化硅3‑5g、聚乙二醇5‑15g加入到密封袋中，手动将物料摇匀，通过按照配方比例，称取物料。该用于3D打印PCL材料的制备装置及其制备方法，通过该材料打印温度低，精度高，打印性能较好，同时本发明制备方法简单易行，条件可控，制备成本低，本发明制作的低温3D打印耗材对3D打印设备要求度低，选择性广，一般家用型3D打印机亦可使用，进而使该材料的适应范围更广，使更多的人员可以使该材料进行3D打印，进而使打印的成本降低。

技术领域

本发明涉及高分子材料制备技术领域，具体为用于3D打印PCL材料的制备装置及其制备方法。

背景技术

熔融沉积成型工艺是一种通过加热的方式将各种丝材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等)熔化并进行定点堆积的成型方法，通俗来讲就是利用高温将材料融化成液态，通过打印头挤出后固化,最后在立体空间上排列形成立体实物。熔融沉积成型是3D打印技术的一种，其在3D打印领域有着至关重要的地位。这是由于它成型方式较为简单，成型精度高，打印模型硬度好,推广性较强，不依靠激光作为成型能源，打印设备的成本较低，从而成为目前最流行的3D打印技术。

但常用的一些FDM型3D打印热塑性材料如聚乳酸(PLA,170-230℃)、丙烯腈一丁二烯苯乙烯共聚物(ABS,217-237℃)、聚碳酸酯(PC,215-225℃)打印温度均在200℃以上,成型温度较高，而高温意味着高能耗以及低安全性，特别是在家庭环境中使用时，容易对儿童等自我保护能力较差的人群造成危害。

PCL是一种线性脂肪族聚酯室温下为半结晶状态，其熔点(59-64℃)也相对较低。这些基本性质赋予它良好的生物降解性/生物相容性、柔韧性、加工性,这些都是PCL可以作为低温FDM型3D打印材料的良好基础。但是，单纯的PCL作为3D打印材料来说，存在凝固慢、熔体强度低、不易成型等问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了用于3D打印PCL材料的制备方法，具备对3D打印设备要求度低，选择性广，一般家用型3D打印机亦可使用等优点，解决了PCL作为3D打印材料来说，存在凝固慢、熔体强度低、不易成型等问题的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于3D打印PCL材料的制备方法，第一步首先将聚己内酯80-95g、淀粉5-20g、扩链剂44681g、润滑剂硬脂酸钙5g、抗菌剂0.5g、二氧化硅3-5g、聚乙二醇5-15g加入到密封袋中，手动将物料摇匀，通过按照配方比例，称取物料，第二步将共混后的一部分物料加入到双螺杆挤出机中洗车，将双螺杆挤出机清洗干净后加入剩余的物料进行双螺杆共混，将双螺杆挤出机挤出的线材通过造粒机造粒，挤出温度90℃螺杆转速60线材直径1.75。

优选的，在配方润滑剂中加入EBS分数为0.5～2份其作为脱模剂润滑剂可使产品加工性能更优越，取消配方中的甘油，通过接枝热塑性单体获得的热塑性淀粉直接与聚己内酯共混，二者的相容性相对于纯淀粉与聚己内酯共混要好。

优选的，在配方中加入20～40份的聚乳酸或聚乙二醇使得线材综合性能更好，线材尺寸为1.65～1.75mm，复合材料3D打印条件范围：喷口温度80～90摄氏度底板温度20～25摄氏度喷口移动速度和进丝速度小于等于40mm/s～90mm/s。