[发明专利]一种3D打印机用TPU材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于3D打印机用材料，具体涉及一种3D打印机用TPU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)。

但是，目前用于3D打印用途的TPU材料还未有专利文献报道。

发明内容

针对已有技术的问题，本发明的目的之一在于提供一种3D打印机用TPU材料。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种3D打印机用TPU材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述TPU的含量例如为25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份或75份。

所述PHA的含量例如为12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份或28份。

所述相容剂的含量例如为1.3份、1.6份、1.9份、2.2份、2.5份、2.8份、3.1份、3.4份、3.7份、4.0份、4.3份、4.6份或4.9份。

所述热稳定剂的含量例如为1.3份、1.6份、1.9份、2.2份、2.5份、2.8份、3.1份、3.4份、3.7份、4.0份、4.3份、4.6份或4.9份。

优选地，一种3D打印机用TPU材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

优选地，一种3D打印机用TPU材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述热稳定剂为含硫抗氧剂或/和亚磷酸酯抗氧剂。

优选地，所述含硫抗氧剂为2,4-二-(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚、2,4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂基酯中的任意一种或者至少两种的混合物。

优选地，所述亚磷酸酯抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基-4,4’-联苯基)双亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯或季戊四醇双亚磷酸二(2,4-二特丁基苯基)酯中的任意一种或者至少两种的混合物。

优选地，所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐或/和聚丙烯接枝马来酸酐。

本发明的目的之二在于提供一种如上所述的3D打印机用TPU材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将配方量的各原料混合，双螺杆挤出机挤出，造粒；

(2)将造粒后的产物再次进入双螺杆挤出机，然后冷却成型得到成型线材，收卷，得到3D打印机用TPU材料。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过采用TPU与PHA(聚羟基脂肪酸酯)的协同作用，并通过其他特定含量的组分的配合，从而使该3D打印机用TPU材料具有高强度和高韧性，环保无毒安全，而且具有优良的着色性，触感柔软，耐候性、防水性、耐磨性、耐温性以及加工性能优越，无需硫化，因此，其适用于国内外的FDM型3D打印机。

此外，本发明由于在TPU的基础上添加了特定含量的PHA，使得该TPU材料打印出的立体模型具有极低的收缩性、良好的尺寸稳定性以及良好的粘性，不易起翘。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种3D打印机用TPU材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述热稳定剂为含硫抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂。所述含硫抗氧剂为2,4-二-(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚，所述亚磷酸酯抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐和聚丙烯接枝马来酸酐。

如上所述的3D打印机用TPU材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：