[发明专利]一种3D打印硅胶线材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印硅胶线材及其制备方法，3D打印硅胶线材包括以下组分：PP100‑1000重量份，增韧剂50‑1000重量份，乙烯基硅油100重量份，含氢硅油2‑100重量份，填料10‑500重量份，催化剂0.0001‑0.1重量份，色粉0‑1重量份。本发明具体制备步骤为：先将乙烯基硅油和含氢硅油充油到增韧剂中，然后将充油的增韧剂、PP、填料、催化剂、色粉混合均匀，并加入到双螺杆挤出机，经抽真空、水冷、风干、切粒，得到硅胶粒料，最后将硅胶粒料加入到单螺杆挤出机，经恒温水冷、风干、测径、牵引、储线、绕卷，得到3D打印硅胶线材。材料具有透明度高、弹性好、环保无毒、适用于FDM 3D打印机特点，可用于食品、医疗、密封、汽车、电子电器等领域。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种3D打印硅胶线材及其制备方法。

背景技术

加成型硅胶具有高低温性能好、低应力、抗震性好、压缩永久变形性佳、电性能优越、耐候性优异、低表面张力、环境友好、不易燃等特点，可用于食品、医疗、密封、汽车、电子电器等领域。传统工艺，硅胶部件只能通过注塑成型工艺来制造，这是相当昂贵的，除非用于大批量生产的部件才比较划算。但是，使用这种材料开发模具的成本，对于一般原型设计、定制和普通产品开发来说太过昂贵了。为了使人们在上述应用中更好地应用硅胶，硅胶为热固型材料，热固型材料难以3D打印成型，为此研究人员大量研究力求将硅胶应用到3D打印上来。中国专利CN105331115A先将带丙烯酰氧基的有机硅与烷氧基硅烷在催化剂作用下制得带丙烯酰氧基的硅胶，然后加入白炭黑，最后添加光引发剂制得3D打印紫外光固化硅胶。专利WO2016044547A1用含不饱和基团的乙烯基硅油、含氢硅油、光催化剂制备了3D打印光固化硅胶。上述两种方法中的硅胶必须引入能光固化的不饱和基团，从而失去了硅胶的部分特性，同时有一定毒性，不能满足食品医疗等领域的要求，另外对3D打印机也有特殊的要求，从而限制了其应用。目前，熔融沉积型(FDM)3D打印机应用面最广，操作最简单、成本最低廉，将硅胶应用于该设备上是一大趋势。

发明内容

本发明提供了一种3D打印硅胶线材及其制备方法，该材料具有环保无毒、可用于医疗食品、弹性好、热塑性好、耐高低温、耐臭氧、耐大气老化、打印性能好、适用于FDM 3D打印机的特点，同时具有制作简单、设备成本低廉、适合大规模应用的优点。

本发明提供了一种3D打印硅胶线材，所述3D打印硅胶线材中含有以下组分：

本发明还提供了所述3D打印硅胶线材的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将增韧剂与乙烯基硅油和含氢硅油共混，使乙烯基硅油和含氢硅油充油到增韧剂中；

步骤2：将充油的增韧剂、PP、填料、催化剂、色粉混合均匀；

步骤3：将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机，经抽真空、水冷、风干、切粒，得到硅胶粒料，加工温度为170℃-250℃；

步骤4：将硅胶粒料加入到单螺杆挤出机，经恒温水冷、风干、测径、牵引、储线、绕卷，得到3D打印硅胶线材，加工温度为170℃-250℃。

本发明提供的3D打印硅胶线材未引入光敏或其他有毒成分，为PP增韧改性的加成环保型硅胶，经3D打印后可应用于食品、医疗等要求较高的领域；进一步地，在3D打印硅胶线材中加入PP，提高了材料的硬度、强度、热塑性和打印性；加入增韧剂提高材料的弹性、柔韧性、热塑性和打印性；加入乙烯基硅油、含氢硅油、催化剂赋予了材料硅胶的性能，提高了材料的弹性、柔韧性、耐高低温、耐臭氧和耐大气老化；加入填料提高了材料的强度，降低了材料的成本。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种3D打印硅胶线材，包括以下组分：