[发明专利]一种3D打印用高强度PET共聚酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及PET共聚酯材料领域，尤其涉及一种3D打印用高强度PET共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，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，被广泛应用于医学、生物工程、建筑、服装、航空等领域。

目前，3D打印常用的塑料为ABS材料和聚乳酸材料，采用“层层叠加，层间粘接”的方法制造，但是通用的3D打印ABS材料价格高于40万元/吨，聚乳酸材料价格高于20万元/吨，这样就极大的阻碍了3D打印技术的发展。

PET共聚酯是一种采用对苯二甲酸、间苯二甲酸、丙二醇和多官能团单体在催化剂的作用下进行酯化反应后进一步进行缩聚反应得到的共聚酯。PET共聚酯价格低、透明性高、容易染色。其玻璃化温度在45-58℃，材料在180℃以上即可完全熔融，因此可以在180-200℃进行3D打印，不会有明显降解。分子堆积结构为非晶型，因此3D打印得到制品的收缩率小、尺寸稳定性好。这些特点都符合3D打印技术对聚合物材料性能的要求。

然而，由于PET共聚酯为非晶结构，分子链中酯键键能小，容易断裂。未改性的PET共聚酯直接用于3D打印，得到的制品存在力学性能不好的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种3D打印用PET共聚酯材料，其价格低、力学强度高、熔融温度低、收缩率小和尺寸稳定性好。

同时，本发明还提供了一种3D打印用高强度PET共聚酯材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种3D打印用高强度PET共聚酯材料，其特征在于基本配方和重量百分比组成为：

优选的，所述PET为共聚酯型PET。

优选的，所述PET共聚酯熔融温度为180℃，特性粘度为0.55-0.7dl/g。

优选的，所述增强纤维为短纤玻璃纤维、碳纤维和硼纤维中的一种或者几种混合物。

优选的，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或者几种的混合物。

优选的，所述稳定剂为磷酸三甲酯、磷酸、磷酸三乙酯和亚磷酸三苯酯中的一种或者几种的混合物。

优选的，所述抗氧剂为主抗氧剂1010、主抗氧剂1076、主抗氧剂1098中的任意一种和辅助抗氧剂168按1∶1-1∶4的比例混合。

优选的，所述润滑剂为多元醇硬脂酸酯、硬脂酸锌和芥酸酰胺中的一种或者几种的混合物。

上述的3D打印用高强度PET共聚酯材料，其制备的工艺步骤如下：

(1)按重量配比称取原料配方中的材料。

(2)烘料，PET共聚酯在80℃干燥3～5h。

(3)将PET共聚酯、增强纤维和偶联剂加入混料机中一起混合5～10分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合30～60分钟，出料。

(4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为170～200℃，二区温度为180～210℃，三区温度为190～220℃，四区温度为200～230℃，五区温度为200～220℃，机头温度为200～210℃，喂料速度为20～200转/分钟，螺杆转速为50～500转/分钟。

本发明原材料组分是以PET共聚酯为基材配合增强纤维、稳定剂、抗氧剂和润滑剂。与现有技术相比，本发明采用PET共聚酯为基体树脂制备3D打印材料，其价格低，熔融温度低，3D打印得到制品的收缩率小、尺寸稳定性好。同时，加入了增强纤维，提高了PET共聚酯的力学强度，符合3D打印技术对聚合物材料性能的要求，完全可以代替价格昂贵的3D打印ABS材料和聚乳酸材料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

一种3D打印用高强度PET共聚酯材料及其制备方法。原料的重量百分组成：

制备的工艺步骤如下：

(1)按重量配比称取原料配方中的材料。

(2)烘料，PET共聚酯在80℃干燥3～5h。