一種用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料及其制備方法技術(shù)

一種用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料及其制備方法，包括以下重量份的組分：PA6I/6T?100份，長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺5~50份，擴(kuò)鏈劑/相容劑0.1~2份，份潤滑劑0.1~1份，抗氧化劑0.1~1份，所述PA6I/6T的固有粘度在0.6~0.9，所述長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺為PA1010、PA11、PA12、PEBAX嵌段聚醚酰胺樹脂中的一種或幾種，所述的擴(kuò)鏈劑/相容劑是一種帶多環(huán)氧基團(tuán)的丙烯酸共聚物，環(huán)氧官能團(tuán)數(shù)量為3~9。本發(fā)明專利技術(shù)材料拉伸強(qiáng)度達(dá)到75MPa，斷裂伸長率大于300%，缺口沖擊強(qiáng)度大于30KJ/m2，負(fù)荷熱變形溫度大于105℃，收縮率小于0.6%，吸濕率小于1.2%。具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能和打印性能和光澤度，打印出的物品的耐用性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)行的PA12材料、ABS材料、PLA材料。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及3D打印材料
，具有涉及一種用于3D打印的高強(qiáng)度高耐熱聚乳酸材料，即一種用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
3D打印技術(shù)又稱增材制造技術(shù)，實(shí)際上是快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。基本原理是疊層制造，逐層增加材料來生成三維實(shí)體的技術(shù)。FDM技術(shù)是唯一使用生產(chǎn)級(jí)別熱塑性塑料為耗材的專業(yè)3D打印技術(shù)，這種工藝不用激光，使用、維護(hù)簡(jiǎn)單，成本較低。目前，桌面級(jí)3D打印設(shè)備大部分采用FDM技術(shù)制造。FDM技術(shù)原理是利用熱塑性聚合物材料受熱熔融，從噴頭處擠壓出來，凝固形成輪廓形狀的薄層，再層層疊加成最終形成產(chǎn)品。因此FDM3D打印的高分子材料需要具有優(yōu)良的加工性能，不僅要具有較低的熔融溫度，良好的流動(dòng)性和快速的固化速率，還必須具有很小的冷卻收縮率和均一的結(jié)構(gòu)，這樣才不會(huì)在3D打印成型時(shí)出現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部應(yīng)力分布不均和冷卻收縮率不同，造成打印出來的產(chǎn)品性能缺陷等問題。3D打印耗材作為3D打印技術(shù)的重要組成部分，影響原型的成型速度、精度和物理、化學(xué)性能，直接影響到原型的二次應(yīng)用和用戶對(duì)成型工藝設(shè)備的選擇。目前市場(chǎng)上常用的3D打印耗材主要是PLA（即聚乳酸）、ABS（即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物）、尼龍6、尼龍12等，這些打印材料由于自身存在的缺點(diǎn)，限制了它們的應(yīng)用。PLA和ABS的力學(xué)性能差，且都不耐高溫。PA6的力學(xué)性能好，但成型溫度高、易翹邊、易開裂、收縮大、吸水率高，打印效果欠佳；而使用較多的PA12打印材料，其制品使用溫度較低、強(qiáng)度較低，不能滿足3D打印的實(shí)際需要。目前，市場(chǎng)上對(duì)于高性能的3D打印材料仍有較大的需求。而有關(guān)用于FDM3D打印的尼龍的改性的資料較少。中國專利公開號(hào)CN104448805A公開了一種用于3D打印的高強(qiáng)尼龍基復(fù)合材料及其制備方法，該方法通過玻纖增強(qiáng)尼龍材料來制造高度度尼龍復(fù)合材料，提升了尼龍樹脂的力學(xué)強(qiáng)度，改善了尼龍的尺寸穩(wěn)定性，但是實(shí)際上玻纖的加入會(huì)造成尼龍樹脂的打印困難，除極少數(shù)特制支持玻纖增強(qiáng)打印材料的FDM打印機(jī)外，通用FDM打印機(jī)不支持此類材料，表面精度和光澤極差。中國專利公開號(hào)CN104497562A公開了一種用于3D打印的尼龍基材料及其制備方法，該方法通過ABS增韌尼龍，改善了尼龍的韌性，但尼龍和ABS的相容性不佳會(huì)造成材料熔體不穩(wěn)定，打印精度降低，同時(shí)帶有刺鼻氣味的ABS和馬來酸酐接枝物，對(duì)打印環(huán)境和身體健康造成潛在影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料及其制備方法，該尼龍材料具有非常高的力學(xué)性能和打印性能：即高拉伸強(qiáng)度和高斷裂伸長率，高沖擊強(qiáng)度和很小的收縮率和吸濕率，打印效果好，層與層之間粘結(jié)強(qiáng)度高，氣味低，能滿足3D打印的實(shí)際需要。也即是說，本專利技術(shù)解決了現(xiàn)有3D打印材料力學(xué)性能差和打印效果差的問題。為達(dá)到上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用的一種用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料的技術(shù)方案是：一種用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料，將其原料配方按重量份配比混合后，經(jīng)擠出機(jī)造粒而制成，所述原料配方包括以下重量份的原料：PA6I/6T100重量份，長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺5~50重量份，擴(kuò)鏈劑0.1~2重量份，所述PA6I/6T的特性粘度為0.6~0.9分升/克；所述長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺選自PA1010、PA11、PA12、PEBAX嵌段聚醚酰胺中的任意一種或至少兩種以任意比例的混合物；所述擴(kuò)鏈劑是一種帶多環(huán)氧基團(tuán)的丙烯酸共聚物，其含有的環(huán)氧官能團(tuán)數(shù)量為3~9。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：1、上述方案中，所述PA6I/6T樹脂是一種無定型半芳香族尼龍共聚物，其分子結(jié)構(gòu)式為-[NH(CH2)6-NH-CO-(C6H6)-CO-/-CO-(C6H6)-CO]n-，優(yōu)選的PA6I/6T的特性粘度為0.75~0.85分升/克。2、上述方案中，所述PEBAX嵌段聚醚酰胺的邵氏硬度為55~70D。3、上述方案中所述擴(kuò)鏈劑也叫相容劑，優(yōu)選的為環(huán)氧官能團(tuán)數(shù)量為9的丙烯酸共聚物。4、上述方案中，較佳的方案是所述原料配方中還包括0.1~1重量份的抗氧劑（也可以稱為熱穩(wěn)定劑），所述抗氧劑選自抗氧劑1098、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑330、抗氧劑2246、鹵化銅、碘化鉀、有機(jī)銅鹽穩(wěn)定劑H3386、酚類抗氧劑H161、胺類抗氧劑H20中的任意一種或至少兩種以任意比例的混合物。當(dāng)用于生產(chǎn)透明的高強(qiáng)度尼龍線材時(shí)，優(yōu)選的抗氧劑為酚類抗氧劑H161、1098、168、1010中的一種或幾種。5、上述方案中，較佳的方案是所述原料配方中還包括0.1~1重量份的潤滑劑，所述潤滑劑選自芥酰胺、硬脂酰胺、油酰胺、亞乙基雙硬脂酰胺、亞乙基雙油酰胺、亞乙基雙月桂酰胺、硅酮粉、聚酯蠟中的任意一種或至少兩種以任意比例的混合物。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料的制備方法，具體為：將所述高強(qiáng)度低收縮尼龍材料的原料配方按重量份配比混合均勻后，送入雙螺桿擠出機(jī)中，在200～245℃條件下熔融共混擠出造粒即得所述高強(qiáng)度低收縮尼龍材料產(chǎn)品由于上述方案的應(yīng)用，本專利技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本專利技術(shù)用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍線材，其原料配方中創(chuàng)造性地采用特定粘度的無定型尼龍共聚物樹脂PA6I/6T與長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺進(jìn)行共混改性，再加入特定的擴(kuò)鏈劑/相容劑，綜合了PA6I/6T高強(qiáng)度和長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺的柔韌性優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，PA6I/6T、PA12、嵌段聚醚酰胺進(jìn)具有低的收縮率和吸水性，并且具有極相近的折光率，可生產(chǎn)出高透明、高強(qiáng)度、低收縮率、高韌性的尼龍3D打印線材。2、本專利技術(shù)的用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍線材，具有非常高的機(jī)械性能，可用于工業(yè)領(lǐng)域。材料拉伸強(qiáng)度達(dá)到75MPa，斷裂伸長率大于300%，缺口沖擊強(qiáng)度大于30KJ/m2，負(fù)荷熱變形溫度大于105℃，收縮率小于0.6%，吸濕率小于1.2%。具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能、打印性能和光澤度，打印出的物品的耐用性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)行的PA12材料、ABS材料以及PLA材料。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步描述。但本專利技術(shù)并不限于這些實(shí)施例:一種用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料及其制備方法的實(shí)施例：將100質(zhì)量份的PA6I/6T，5~50質(zhì)量份的長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺，0.1～2質(zhì)量份擴(kuò)鏈劑/相容劑本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料，將其原料配方按重量份配比混合后，經(jīng)擠出機(jī)造粒而制成，其特征在于：所述原料配方包括以下重量份的原料：PA6I/6T???????????????????????????100重量份，長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺??????????5~50重量份，擴(kuò)鏈劑????????????????????????????0.1~2重量份，所述PA6I/6T的特性粘度為0.6~0.9分升/克；所述長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺選自PA1010、PA11、PA12、PEBAX嵌段聚醚酰胺中的任意一種或至少兩種以任意比例的混合物；所述擴(kuò)鏈劑是一種帶多環(huán)氧基團(tuán)的丙烯酸共聚物，其含有的環(huán)氧官能團(tuán)數(shù)量為3~9。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料，將其原料配方按重量份配比混合后，經(jīng)
擠出機(jī)造粒而制成，其特征在于：所述原料配方包括以下重量份的原料：
PA6I/6T100重量份，
長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺5~50重量份，
擴(kuò)鏈劑0.1~2重量份，
所述PA6I/6T的特性粘度為0.6~0.9分升/克；
所述長鏈聚酰胺或嵌段聚醚酰胺選自PA1010、PA11、PA12、PEBAX嵌段聚醚酰胺中的任
意一種或至少兩種以任意比例的混合物；
所述擴(kuò)鏈劑是一種帶多環(huán)氧基團(tuán)的丙烯酸共聚物，其含有的環(huán)氧官能團(tuán)數(shù)量為3~9。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料，其特征在于：所述
PA6I/6T樹脂是一種無定型半芳香族尼龍共聚物，其分子結(jié)構(gòu)式為-[NH(CH2)6-NH-CO-
(C6H6)-CO-/-CO-(C6H6)-CO]n-，優(yōu)選的PA6I/6T的特性粘度為0.75~0.85分升/克。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于3D打印的高強(qiáng)度低收縮尼龍材料，其特征在于：所述
PEBAX...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊剛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中廣核三角洲江蘇塑化有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32