[发明专利]一种3D打印芳香族聚酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印聚合物材料及其制备方法，具体涉及一种3D打印芳香族聚酯材料及其制备方法。

背景技术

3D打印技术又称增材制造技术，其基本原理是叠层制造，逐层增加材料来生成三维实体的技术。目前，3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些传统依赖的精细加工工艺。另外，3D打印技术逐渐应用于医学、生物工程、建筑、服装、航空等领域，为创新开拓了广阔的空间。

3D打印技术包含了一系列不同的技术，包括选择性激光烧结(SLS)，立体光固化(SLA)，熔融沉积成型(FDM)等等，其中FDM是最常用的一种技术工艺，原理是利用热塑性聚合物材料在熔融状态下，从喷头处挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层，再一层层叠加最终形成产品。目前市场上用于熔融挤压堆积成型技术的聚合物材料品种较少，主要依赖进口，比较常见的是丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)和尼龙(PA)，而性能较突出的常用芳族聚酯材料(例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET))在3D打印材料领域却没有得到足够重视。

芳族聚酯材料是一种非常重要的高分子材料，它具备优良的机械性能、热稳定性及化学稳定性，且成本较低，广泛应用于包装、交通、纺织、建筑等与人们日常生活紧密相关的领域。对于热塑性3D打印材料而言，必须在保证出色的熔融加工性能的同时能赋予成型部件更优异的力学性能。然而，现有的一些芳族聚酯材料在熔融加工过程中对环境条件十分敏感，很容易因降解而导致材料发脆，因此，有必要改进芳族聚酯材料以满足3D打印材料的要求。

发明内容

本发明提供一种组合物，包含按重量计的以下组分：

在本发明的实施方案中，所述芳族聚酯可以为通式(I)所示的化合物：

其中

R彼此独立地选自H、任选被取代的C_1-20烷基、任选被取代的C_3-20环烷基、任选被取代的C_6-20芳基、任选被取代的含有1、2、3、4、5或6个选自N、O和S的杂原子的C_3-20杂环烷基、任选被取代的含有1、2、3、4、5或6个选自N、O和S的杂原子的C_5-20杂芳基、任选被取代的氨基、卤素、氰基、硝基、SO₃H、SO₃Na或者SO₃K；其中的取代基选自下列的一个或多个：C_1-20烷基、C_3-20环烷基、氨基、卤素、氰基、硝基、SO₃H、SO₃Na或者SO₃K；

m为1、2、3或4；

n为50至500间的任意数。

在一个实施方案中，R为H。

优选地，所述芳族聚酯的特性粘数可以为例如0.65dL/g至1.20dL/g，优选0.70dL/g至1.00dL/g。

所述热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、乙烯-辛烯共聚物(ΡOΕ)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)中的一种或至少两种的组合。

所述的敏化剂为1,4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二缩丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)、三羟甲基丙烯酸酯(TMPTA)中的一种或至少两种的组合。

所述成核剂可以选自下列的一种或多种：

有机酸的盐，例如有机酸的碱金属盐。其中，所述有机酸可以为芳族羧酸或脂族羧酸，所述碱金属盐可以例如为钠盐或钾盐类。

在一个实施方案中，所述成核剂可以选自苯甲酸钠、对氯苯甲酸钠、硬脂酸钠中的一种或多种。

所述抗氧剂选自抗氧剂168(亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯)、抗氧剂1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂1076(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯)、抗氧剂1035(硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯])、抗氧剂1098(N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)中的一种或至少两种的组合。

本发明的组合物还任选包含抗氧助剂，例如627A(双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯)。