[发明专利]一种3D打印用改性聚碳酸酯材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种3D打印用改性聚碳酸酯材料的制备方法，步骤如下：称量如下重量份的原料组分：聚碳酸酯100份，热致液晶聚合物0‑10份，聚己内酯10‑25份，增韧剂8‑15份，疏水性气相二氧化硅0‑2份，受阻酚类抗氧剂0.2‑0.5份，亚磷酸酯类抗氧剂0.2‑0.5份，将原料混合后加入双螺杆挤出机中挤出造粒，再将粒料烘干后加入单螺杆挤出机中挤出塑料熔体，将所得塑料熔体经过热水处理、冷水冷却定型、风干，得到线材。本发明的方法便捷、经济，适合大批量化生产，制备的3D打印用改性聚碳酸酯材料能够以260℃以下的温度打印成型，拉伸强度和缺口冲击强度均较高，不易热降解，且其打印制品不翘曲，表面光滑。

技术领域

本发明涉及一种3D打印用改性聚碳酸酯材料的制备方法，属于3D打印用材料领域。

背景技术

3D打印技术正深刻改变着现代制造业的进程，它是一种不需要传统刀具、夹具和机床，而是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，该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

高分子材料是3D打印技术用量最大的材料种类，但是3D打印领域最常使用的高分子材料，如聚乳酸(PLA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等存在着诸多问题，限制了3D打印在工程中的应用。具体来讲，PLA具有良好的打印效果，但是该材料脆性严重，经常在3D打印过程中断裂，另外，PLA的机械性能、耐热性均未达到真正的工程塑料的水平，难以将3D打印技术向高端制造领域推进；ABS材料则在3D打印成型的高温中释放出刺激性气味，并且打印件易出现翘曲变形，打印成功率低，在3D打印技术领域也难以推广使用。

聚碳酸酯材料是一种应用广泛的工程塑料，具有优异的力学性能、耐热性和可加工性，尤其是耐冲击性特别突出，聚碳酸酯材料能够推动3D打印技术进一步实用化。但是，聚碳酸酯材料应用于3D打印技术，尤其是熔融沉积成型技术(FDM)存在以下较大问题：(1)聚碳酸酯的熔化温度较高(240-270℃)，熔融后的粘度大，需要很高的加工和打印温度，而目前绝大多数的FDM型3D打印机能提供的加热上限温度为250-260℃，聚碳酸酯材料要保持足够的熔体流动速率，则需要的温度远大于260℃；(2)聚碳酸酯刚硬的分子链使其制品常因内应力而变形和开裂，再加上聚碳酸酯材料与打印机成型底板的粘结力问题，常会使其制品产生翘曲变形，降低制品的尺寸精度。

因此，需要制备一种改性聚碳酸酯材料，以使其能够通用于FDM型的3D打印技术，且具有更高的性能和打印效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决聚碳酸酯材料不能以260℃以下的温度打印成型，且其打印制品会产生翘曲变形的技术问题，提供一种3D打印用改性聚碳酸酯材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种3D打印用改性聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚碳酸酯烘干，然后冷却至常温备用；

称量出如下重量份的原料：聚碳酸酯100份，热致液晶聚合物0-10份，聚己内酯10-25份，增韧剂8-15份，疏水性气相二氧化硅0-2份，受阻酚类抗氧剂0.2-0.5份，亚磷酸酯类抗氧剂0.2-0.5份，并将称量好的各原料组分搅拌混合，得到预混原料；

将预混原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得改性粒料；

将改性粒料烘干，得烘干粒料，然后将烘干粒料加入单螺杆挤出机中挤出塑料熔体，将所得塑料熔体经过热水处理、冷水冷却定型、风干，得到线材。