一種3d打印用高強(qiáng)度pet共聚酯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及PET共聚酯材料領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 3D打印技術(shù)又稱增材制造技術(shù)，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)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物工 程、建筑、服裝、航空等領(lǐng)域。
[0003] 目前，3D打印常用的塑料為ABS材料和聚乳酸材料，采用"層層疊加，層間粘接"的 方法制造，但是通用的3D打印ABS材料價(jià)格高于40萬元/噸，聚乳酸材料價(jià)格高于20萬 元/噸，這樣就極大的阻礙了 3D打印技術(shù)的發(fā)展。
[0004] PET共聚酯是一種采用對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、丙二醇和多官能團(tuán)單體在催化 劑的作用下進(jìn)行酯化反應(yīng)后進(jìn)一步進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到的共聚酯。PET共聚酯價(jià)格低、透明 性高、容易染色。其玻璃化溫度在45-58°C，材料在180°C以上即可完全熔融，因此可以在 180-200°C進(jìn)行3D打印，不會(huì)有明顯降解。分子堆積結(jié)構(gòu)為非晶型，因此3D打印得到制品 的收縮率小、尺寸穩(wěn)定性好。這些特點(diǎn)都符合3D打印技術(shù)對(duì)聚合物材料性能的要求。
[0005] 然而，由于PET共聚酯為非晶結(jié)構(gòu)，分子鏈中酯鍵鍵能小，容易斷裂。未改性的PET 共聚酯直接用于3D打印，得到的制品存在力學(xué)性能不好的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種3D打印用PET共聚酯 材料，其價(jià)格低、力學(xué)強(qiáng)度高、熔融溫度低、收縮率小和尺寸穩(wěn)定性好。
[0007] 同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料的制備方法。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0009] -種3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料，其特征在于基本配方和重量百分比組成 為：
[0010]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料，其特征在于基本配方和重量百分比組成為： PET 70-85% 增強(qiáng)纖維15~30% 偶聯(lián)劑 0. 5-2. 0% 穩(wěn)定劑 0. 1-2. 0% 抗氧劑 0.1~1.0% 潤(rùn)滑劑 0.1~1.0%
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料，其特征在于：所述PET為 共聚酯型PET。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料，其特征在于：所述PET 共聚酯熔融溫度為180°C，特性粘度為0. 55-0. 7dl/g。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料，其特征在于：所述增強(qiáng)纖 維為短纖玻璃纖維、碳纖維和硼纖維中的一種或者幾種的混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料，其特征在于：所述偶聯(lián)劑 為鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或者幾種的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料，其特征在于：所述穩(wěn)定劑 為磷酸三甲酯、磷酸、磷酸三乙酯和亞磷酸三苯酯中的一種或者幾種的混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料，其特征在于：所述抗氧 劑為主抗氧劑1010、主抗氧劑1076、主抗氧劑1098中的任意一種和輔助抗氧劑168按 1 : 1-1 : 4的比例混合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料，其特征在于：所述潤(rùn)滑劑 為多元醇硬脂酸酯、硬脂酸鋅和芥酸酰胺中的一種或者幾種的混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料的制備方法，其 特征是制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱取原料配方中的材料。 (2) 烘料，PET共聚酯在80°C干燥3~5h。 (3) 將PET共聚酯、增強(qiáng)纖維和偶聯(lián)劑加入混料機(jī)中一起混合5~10分鐘，接著將余下 的物料加入混料機(jī)中一起混合30~60分鐘，出料。 (4) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒。設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為170~200°C，二區(qū)溫度為180~210°C，三區(qū)溫 度為190~220°C，四區(qū)溫度為200~230°C，五區(qū)溫度為200~220°C，機(jī)頭溫度為200~ 210°C，喂料速度為20~200轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速為50~500轉(zhuǎn)/分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種3D打印用高強(qiáng)度PET共聚酯材料及其制備方法。原料的重量百分組成為：PET 70～85％，增強(qiáng)纖維15～30％，偶聯(lián)劑0.5～2.0％，穩(wěn)定劑0.1～2.0％，抗氧劑0.1～1.0％，潤(rùn)滑劑0.1～1.0％。本發(fā)明的制備方法是按重量配比稱取原料配方中的材料，烘料、混合均勻，將混合后的物料送入雙螺桿擠出機(jī)加料斗中，經(jīng)雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒。本發(fā)明制備的3D打印PET共聚酯材料，價(jià)格低、力學(xué)強(qiáng)度高、熔融溫度低、收縮率小、尺寸穩(wěn)定性好，可以代替價(jià)格昂貴的3D打印ABS材料和聚乳酸材料。
【IPC分類】C08L67-02, C08K5-521, C08K13-04, C08K7-06, C08K5-134, B29C47-92, C08K5-526, C08K7-14
【公開號(hào)】CN104804380
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410821411
【發(fā)明人】黃達(dá), 倪世茂, 徐凱瑩, 張昌金, 李剛, 易亦華
【申請(qǐng)人】北京聚麗威科技有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日