[发明专利]一种3D打印用环保聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种3D打印用环保聚丙烯复合材料及其制备方法，按质量份数计，3D打印用环保聚丙烯复合材料包括：聚丙烯100份，UHMWPE 30～40份，PLA 40～50份，硅藻土10～20份，PP‑g‑GMA 3～5份，抗氧剂0.5份；制备方法为：首先将PP‑g‑GMA与硅藻土混合后经双螺杆挤出得到中间产物A，然后将中间产物A与聚丙烯、UHMWPE、PLA、和抗氧剂混合均匀后得到混合好的原料，最后将混合好的原材料置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒得到3D打印用环保聚丙烯复合材料。本发明通过PP‑g‑GMA与硅藻土混合挤出的中间体改善PP与PLA的相容性，使得PP材料具有更好的粘附性，可以更好的用于3D打印行业，同时具有较高的冲击强度和低气味环保等优点。

技术领域

本发明属于高分子材料及其成型加工技术领域，涉及一种3D打印用环保聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

3D打印技术是一种利用光固化或纸层叠技术的快速成型装置，通过计算机对拟打印的物体进行建模，再将建成的三维模型逐层分区，之后再通过打印机逐层打印出实物。熔融沉积式成型方法(FDM成型工艺)是3D打印热塑性塑料制件最主要的成型方式。而FDM技术对热塑性材料的基本要求是：在加工时具有一定的流动性，而在成型之后则可以快速凝固成型，同时具有良好的粘接效果，目前可应用于FDM成型工艺的热塑性制件包括：改性ABS、改性PLA等。但ABS本身就有很大的气味，PLA也会有单体残留，依然存在一定的气味，不够环保，相对于与聚丙烯复合材料来说价格高昂。

聚丙烯是我们生活中必不可少的合成材料，也是应用最为广泛、产量增长最快的树脂之一，它具有密度低、熔点高、强度好、易加工价格低廉等优点。近年来，节能减排和低碳经济的呼声越来越高，研发以聚丙烯多相共聚物为代表的组成范围宽广、性能可调性强的高性能聚丙烯树脂，替代高耗能的机械物理共混方法，成为适应人类发展对高分子材料加工制备提出的绿色环保要求的最佳选择。但应用于FDM成型工艺的实例却极少，聚丙烯材料的主要问题是它的粘附性并不好，在第一层打印的结束的时候，无法粘附在打印床上，极易脱落，进而导致后续步骤无法正常打印。因此改善粘附性可以解决聚丙烯难以用于FDM成型工艺。参照GB/T2790-1995检测，当该值在18～35.8N/25mm范围内时，粘附性较好且模型容易取出。数值小于18N/25mm会出现打印材料与打印台脱离，不能进行正常打印，而大于35.8N/25mm时打印材料与打印台粘附性过高，粘附在打印台上难以取下，强行取下会破坏打印形状。而PP材料一般粘附性在3～8N/25mm之间，难以正常打印。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种3D打印用环保聚丙烯复合材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种3D打印用环保聚丙烯复合材料，包括如下质量份数的各组分：

作为优选的技术方案：

如上所述的一种3D打印用环保聚丙烯复合材料，所述聚丙烯的熔融指数(230℃、2.16kg)为1～30g/10min。

如上所述的一种3D打印用环保聚丙烯复合材料，所述UHMWPE的重均分子量大于等于100万。

如上所述的一种3D打印用环保聚丙烯复合材料，所述PLA的熔融流动速率(210℃、2.16kg)为1～30g/10min。

如上所述的一种3D打印用环保聚丙烯复合材料，所述硅藻土的粒径为1～5μm。

如上所述的一种3D打印用环保聚丙烯复合材料，所述PP-g-GMA的GMA接枝率为0.8～2.0％。

如上所述的一种3D打印用环保聚丙烯复合材料，所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，主抗氧剂为抗氧剂1010，辅助抗氧剂为抗氧剂168。