一種復合3d打印材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復合3D打印材料，由交聯(lián)酚醛樹脂、二壬葵基磺酸鋇、石英粉、巴西棕櫚蠟、聚乙二醇硬脂酸酯、蛭石粉、竹炭粉、聚甘油、馬鈴薯變性淀粉、乙酸三環(huán)癸烯酯、對羥基苯甲酸乙酯鈉、重晶石粉、乙酰檸檬酸三正丁酯、煤焦油、納米磷酸鋯、玄武巖纖維粉、松香季戊四醇酯樹脂、尿素組成，所制備的材料具有較高的拉伸強度和拉伸模量，而且保留了良好的韌性，其斷裂伸長率和沖擊強度等性能指標良好；不僅具有相當高的韌性，還具有較高的耐熱性，使用性能好，便于根據(jù)需要使用。
【專利說明】
一種復合3D打印材料及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種復合3D打印材料及其制備方法，屬于3D打印材料技術領域。
【背景技術】
[0002] 近年來，3D打印因其獨特的成型加工優(yōu)勢而受到越來越廣泛的關注。3D打印，又稱 增材制造技術，一般是指利用數(shù)字化的模型文件，通過程序控制打印噴頭，以逐層累積的方 式直接成型出三維實體的技術。與傳統(tǒng)的成型方法相比，3D打印不需要復雜的模具和操作 工藝，加工過程由電腦程序控制，簡便安全，大大縮短了成型加工周期，快速成型結構復雜 的零件，可實現(xiàn)個性化定制。隨著研究的深入，3D打印逐漸在醫(yī)學、航空、建筑、汽車等領域 有著越來越廣闊的應用。材料絲條熔融擠出技術，又稱熔融沉積成型技術，是3D打印技術中 應用最廣泛的技術之一，其原理是將一定規(guī)格的線材通過加熱室加熱到其熔點以上，使材 料處于一定的流動狀態(tài)后通過一個噴嘴擠出到平臺上，層層沉積成三維實體。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種復合3D打印材料及其制備方法，以便更好地改善3D打 印材料制備處理效果，方便根據(jù)需要使用。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下。
[0005] 一種復合3D打印材料，由以下質量份數(shù)的物料組成:交聯(lián)酚醛樹脂16~20份、二壬 葵基磺酸鋇18~22份、石英粉14~18份、巴西棕櫚蠟12~16份、聚乙二醇硬脂酸酯18~22 份、蛭石粉14~18份、竹炭粉12~16份、聚甘油18~22份、馬鈴薯變性淀粉14~18份、乙酸三 環(huán)癸烯酯18~22份、對羥基苯甲酸乙酯鈉14~18份、重晶石粉14~18份、乙酰檸檬酸三正丁 酯12~16份、煤焦油18~22份、納米磷酸鋯14~18份、玄武巖纖維粉12~16份、松香季戊四 醇酯樹脂18~22份、尿素14~18份。
[0006] 進一步地，上述復合3D打印材料，由以下質量份數(shù)的物料組成：交聯(lián)酚醛樹脂16 份、二壬葵基磺酸鋇18份、石英粉14份、巴西棕櫚蠟12份、聚乙二醇硬脂酸酯18份、蛭石粉14 份、竹炭粉12份、聚甘油18份、馬鈴薯變性淀粉14份、乙酸三環(huán)癸烯酯18份、對羥基苯甲酸乙 酯鈉14份、重晶石粉14份、乙酰檸檬酸三正丁酯12份、煤焦油18份、納米磷酸鋯14份、玄武巖 纖維粉12份、松香季戊四醇酯樹脂18份、尿素14份。
[0007] 進一步地，上述復合3D打印材料，由以下質量份數(shù)的物料組成：交聯(lián)酚醛樹脂18 份、二壬葵基磺酸鋇20份、石英粉16份、巴西棕櫚蠟14份、聚乙二醇硬脂酸酯20份、蛭石粉16 份、竹炭粉14份、聚甘油20份、馬鈴薯變性淀粉16份、乙酸三環(huán)癸烯酯20份、對羥基苯甲酸乙 酯鈉16份、重晶石粉16份、乙酰檸檬酸三正丁酯14份、煤焦油20份、納米磷酸鋯16份、玄武巖 纖維粉14份、松香季戊四醇酯樹脂20份、尿素16份。
[0008] 進一步地，上述復合3D打印材料，由以下質量份數(shù)的物料組成：交聯(lián)酚醛樹脂20 份、二壬葵基磺酸鋇22份、石英粉18份、巴西棕櫚蠟16份、聚乙二醇硬脂酸酯22份、蛭石粉18 份、竹炭粉16份、聚甘油22份、馬鈴薯變性淀粉18份、乙酸三環(huán)癸烯酯22份、對羥基苯甲酸乙 酯鈉18份、重晶石粉18份、乙酰檸檬酸三正丁酯16份、煤焦油22份、納米磷酸鋯18份、玄武巖 纖維粉16份、松香季戊四醇酯樹脂22份、尿素18份。
[0009] 進一步地，上述復合3D打印材料，其制備方法，包括如下步驟：
[0010] 1)將上述質量份數(shù)的物料混合后，加入雙螺桿擠出機中共混均勻后擠出切粒，得 備用材料;雙螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為160~180 °C，190~210 °C， 220~240°C，260~280°C ;主機轉速為40~200rpm;
[0011] 2)將所述備用材料加入到單螺桿擠出機中，擠出后用牽引機牽伸，制成用于3D打 印的線材;單螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為230~235°C，250~255°C， 260~265°C，250~255°C;螺桿轉速為10~30rpm，牽引機的牽伸比為1.1~3.2。
[0012] 該發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明中的復合3D打印材料，由交聯(lián)酚醛樹脂、二壬葵基 磺酸鋇、石英粉、巴西棕櫚蠟、聚乙二醇硬脂酸酯、蛭石粉、竹炭粉、聚甘油、馬鈴薯變性淀 粉、乙酸三環(huán)癸烯酯、對羥基苯甲酸乙酯鈉、重晶石粉、乙酰檸檬酸三正丁酯、煤焦油、納米 磷酸鋯、玄武巖纖維粉、松香季戊四醇酯樹脂、尿素組成，所制備的材料具有較高的拉伸強 度和拉伸模量，而且保留了良好的韌性，其斷裂伸長率和沖擊強度等性能指標良好;不僅具 有相當高的韌性，還具有較高的耐熱性，使用性能好，便于根據(jù)需要使用。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】進行描述，以便更好的理解本發(fā)明。
[0014] 實施例1
[0015] 本發(fā)明實施例中的復合3D打印材料，由以下質量份數(shù)的物料組成:交聯(lián)酚醛樹脂 16份、二壬葵基磺酸鋇18份、石英粉14份、巴西棕櫚蠟12份、聚乙二醇硬脂酸酯18份、蛭石粉 14份、竹炭粉12份、聚甘油18份、馬鈴薯變性淀粉14份、乙酸三環(huán)癸烯酯18份、對羥基苯甲酸 乙酯鈉14份、重晶石粉14份、乙酰檸檬酸三正丁酯12份、煤焦油18份、納米磷酸鋯14份、玄武 巖纖維粉12份、松香季戊四醇酯樹脂18份、尿素14份。
[0016] 上述復合3D打印材料，其制備方法，包括如下步驟：
[0017] 1)將上述質量份數(shù)的物料混合后，加入雙螺桿擠出機中共混均勻后擠出切粒，得 備用材料;雙螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為160°C，190°C，220°C，260°C ; 主機轉速為40rpm;
[0018] 2)將所述備用材料加入到單螺桿擠出機中，擠出后用牽引機牽伸，制成用于3D打 印的線材;單螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為230°C，250°C，260°C，250°C ; 螺桿轉速為l〇rpm，牽引機的牽伸比為1. 1。
[0019] 實施例2
[0020] 本發(fā)明實施例中復合3D打印材料，由以下質量份數(shù)的物料組成:交聯(lián)酚醛樹脂18 份、二壬葵基磺酸鋇20份、石英粉16份、巴西棕櫚蠟14份、聚乙二醇硬脂酸酯20份、蛭石粉16 份、竹炭粉14份、聚甘油20份、馬鈴薯變性淀粉16份、乙酸三環(huán)癸烯酯20份、對羥基苯甲酸乙 酯鈉16份、重晶石粉16份、乙酰檸檬酸三正丁酯14份、煤焦油20份、納米磷酸鋯16份、玄武巖 纖維粉14份、松香季戊四醇酯樹脂20份、尿素16份。
[0021 ]上述復合3D打印材料，其制備方法，包括如下步驟：
[0022] 1)將上述質量份數(shù)的物料混合后，加入雙螺桿擠出機中共混均勻后擠出切粒，得 備用材料;雙螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為170°C，200°C，230°C，270°C ; 主機轉速為120rpm;
[0023] 2)將所述備用材料加入到單螺桿擠出機中，擠出后用牽引機牽伸，制成用于3D打 印的線材;單螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為232°C，252°C，262°C，252°C ; 螺桿轉速為20rpm，牽引機的牽伸比為2。
[0024] 實施例3
[0025]本發(fā)明實施例中的復合3D打印材料，由以下質量份數(shù)的物料組成:交聯(lián)酚醛樹脂 20份、二壬葵基磺酸鋇22份、石英粉18份、巴西棕櫚蠟16份、聚乙二醇硬脂酸酯22份、蛭石粉 18份、竹炭粉16份、聚甘油22份、馬鈴薯變性淀粉18份、乙酸三環(huán)癸烯酯22份、對羥基苯甲酸 乙酯鈉18份、重晶石粉18份、乙酰檸檬酸三正丁酯16份、煤焦油22份、納米磷酸鋯18份、玄武 巖纖維粉16份、松香季戊四醇酯樹脂22份、尿素18份。
[0026]上述復合3D打印材料，其制備方法，包括如下步驟：
[0027] 1)將上述質量份數(shù)的物料混合后，加入雙螺桿擠出機中共混均勻后擠出切粒，得 備用材料;雙螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為180°C，210°C，240°C，280°C ; 主機轉速為200rpm;
[0028] 2)將所述備用材料加入到單螺桿擠出機中，擠出后用牽引機牽伸，制成用于3D打 印的線材;單螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為235°C，255°C，265°C，255°C ; 螺桿轉速為30rpm，牽引機的牽伸比為3.2。
[0029] 對照例
[0030]本對照例復合3D打印材料，其原料組成為100質量份數(shù)的聚丁二酸丁二酯和1質量 份數(shù)的鈦白粉。
[0031] 其制備步驟如下：
[0032] 1)將聚丁二酸丁二酯在60°C下干燥12h;
[0033] 2)將100重量份的聚丁二酸丁二酯，1份的鈦白粉預混后，用雙螺桿擠出機擠出切 粒后，得備用材料;雙螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為140~150°C，165~ 170°C，180~185°C，180~185°C，主機轉速為40rpm。
[0034] 將上述實施例1、實施例2、實施例3以及對照組材料進行性能測試對比，測試中，拉 伸性能按ASTMD638測定，選用II型樣條，測試時拉伸速度為50mm/min;沖擊強度按ASTMD648 測定;熔體粘度在160°C下，應變?yōu)? %下使用頻率掃描0.01~100Hz測定。
[0035]性能測試對比結果如表1所示：
[0036] 表1性能測試對比結果
[0037]
[0038] 由本實施例可見，本發(fā)明產品，其拉伸強度、拉伸模量和沖擊強度明顯提高，3D打 印制品翅曲變形顯者改善，尺寸精度提尚。
[0039]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為 本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種復合3D打印材料，其特征在于：由以下質量份數(shù)的物料組成:交聯(lián)酚醛樹脂16~ 20份、二壬葵基磺酸鋇18~22份、石英粉14~18份、巴西棕櫚蠟12~16份、聚乙二醇硬脂酸 酯18~22份、蛭石粉14~18份、竹炭粉12~16份、聚甘油18~22份、馬鈴薯變性淀粉14~18 份、乙酸三環(huán)癸烯酯18~22份、對羥基苯甲酸乙酯鈉14~18份、重晶石粉14~18份、乙酰檸 檬酸三正丁酯12~16份、煤焦油18~22份、納米磷酸鋯14~18份、玄武巖纖維粉12~16份、 松香季戊四醇酯樹脂18~22份、尿素14~18份。2. 根據(jù)權利要求1所述的復合3D打印材料，其特征在于:所述復合3D打印材料，由以下 質量份數(shù)的物料組成:交聯(lián)酚醛樹脂16份、二壬葵基磺酸鋇18份、石英粉14份、巴西棕櫚蠟 12份、聚乙二醇硬脂酸酯18份、蛭石粉14份、竹炭粉12份、聚甘油18份、馬鈴薯變性淀粉14 份、乙酸三環(huán)癸烯酯18份、對羥基苯甲酸乙酯鈉14份、重晶石粉14份、乙酰檸檬酸三正丁酯 12份、煤焦油18份、納米磷酸鋯14份、玄武巖纖維粉12份、松香季戊四醇酯樹脂18份、尿素14 份。3. 根據(jù)權利要求1所述的復合3D打印材料，其特征在于:所述復合3D打印材料，由以下 質量份數(shù)的物料組成:交聯(lián)酚醛樹脂18份、二壬葵基磺酸鋇20份、石英粉16份、巴西棕櫚蠟 14份、聚乙二醇硬脂酸酯20份、蛭石粉16份、竹炭粉14份、聚甘油20份、馬鈴薯變性淀粉16 份、乙酸三環(huán)癸烯酯約20份、對羥基苯甲酸乙酯鈉16份、重晶石粉16份左右、乙酰檸檬酸三 正丁酯14份、煤焦油20份、納米磷酸鋯16份、玄武巖纖維粉14份、松香季戊四醇酯樹脂20份、 尿素16份。4. 根據(jù)權利要求1所述的復合3D打印材料，其特征在于:所述復合3D打印材料，由以下 質量份數(shù)的物料組成:交聯(lián)酚醛樹脂20份、二壬葵基磺酸鋇22份、石英粉18份、巴西棕櫚蠟 16份、聚乙二醇硬脂酸酯22份左右、輕石粉18份、竹炭粉16份、聚甘油22份、馬鈴薯變性淀粉 18份、乙酸三環(huán)癸烯酯22份、對羥基苯甲酸乙酯鈉18份、重晶石粉18份、乙酰檸檬酸三正丁 酯16份、煤焦油22份、納米磷酸鋯18份、玄武巖纖維粉16份、松香季戊四醇酯樹脂22份、尿素 18份。5. 根據(jù)權利要求1所述的復合3D打印材料，其特征在于:所述復合3D打印材料，其制備 方法，包括如下步驟： 1) 將上述質量份數(shù)的物料混合后，加入雙螺桿擠出機中共混均勻后擠出切粒，得備用 材料;雙螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為160~180 °C，190~210 °C，220~ 240°C，260~280°C ;主機轉速為40~200rpm; 2) 將所述備用材料加入到單螺桿擠出機中，擠出后用牽引機牽伸，制成用于3D打印的 線材;單螺桿擠出機一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)和模頭的溫度分別為230~235°C，250~255°C，260~ 265°C，250~255°C;螺桿轉速為10~30rpm，牽引機的牽伸比為1.1~3.2。
【文檔編號】C08L71/02GK106084815SQ201610496570
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】羅詩根, 高保
【申請人】華鎣市高科德電子科技有限公司