[发明专利]一种用于3D打印的尼龙基材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印材料领域，特别涉及一种用于3D打印的尼龙基材料及其方法。

背景技术

3D打印即增材制造技术，是一种通过连续物理层叠加，逐层增加材料来生产三维实体的技术。通常，3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的打印材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

与传统的去除材料加工技术不同，3D打印技术无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生产出任何形状的物体，能够有效的简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。

3D打印的方式有很多种，其中熔融沉积成型(FDM)是目前市场上最常见的一种3D打印方式，其技术的创新发展快，但是其所能使用的打印材料较少。在熔融沉积成型的工艺中，打印材料是影响工艺发展和成品性能的关键因素。

常见的打印材料有聚乳酸(PLA)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚乙烯醇(PVA)、尼龙(PA)等。这些打印材料由于自身存在的缺点，限制了他们的应用。聚乳酸和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的力学性能差，不耐高温。聚乙烯醇通常用作支撑材料。尼龙的力学性能好，但是目前国内生产的纯PA63D打印材料，成型温度高、易翘边、易开裂、收缩大、吸水率高，不能用来3D打印；而使用较多的PA12打印材料，其制品使用温度较低、机械性能较差；国外生产的尼龙耗材品种较多，但是价格昂贵，且不能够用在桌面级的3D打印机上、多用在价格昂贵的工业级3D打印机上。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种用于3D打印的尼龙基材料及其制备方法，所述尼龙基材料易于3D打印，强度高，韧性强。

本发明公开了一种用于3D打印的尼龙基材料，包括如下重量份的组分：

60～95份尼龙树脂；

5～40份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；

5～20份相容剂；

0.2～1份抗氧剂；

0.3～2份润滑剂；

0.2～1份成核剂。

优选的，所述尼龙树脂为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12和尼龙1010中的一种或多种。

优选的，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物和乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或多种。

优选的，所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰-己二胺、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，卤化铜、碘化钾、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯和2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基-苯酚)甲烷中的一种或多种。

优选的，所述润滑剂为超高分子量聚硅氧烷、硬脂酸、棕榈酸、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸季戊四醇酯、聚乙烯蜡和硬脂酸锌中的一种或多种。

优选的，所述成核剂为滑石粉、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、己二酰胺二聚体、有机次磷酸盐和纳米氧化钙中的一种或多种。

优选的，包括65～80份尼龙树脂；10～40份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。

优选的，包括尼龙树脂65～70份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10～15份、相容剂5～15份、抗氧剂0.2～0.8份、润滑剂0.5～1份、成核剂0.2～0.8份。

优选的，包括尼龙树脂72～85份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物20～30份、相容剂6～10份、抗氧剂0.3～0.5份、润滑剂1～2份、成核剂0.3～0.6份。

本发明还公开了一种用于3D打印的尼龙基材料的制备方法，包括以下步骤：

将60～95重量份尼龙树脂和5～40重量份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物干燥后，与5～20重量份相容剂、0.2～1重量份抗氧剂、0.3～2重量份润滑剂、0.2～1重量份成核剂混合均匀，得到混合物；

将所述混合物熔融挤出，经后处理，得到用于3D打印的尼龙基材料。