[发明专利]一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于3D打印技术领域，公开了一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用。聚丙烯复合材料包括如下重量份的组分：均聚聚丙烯25～70份、共聚聚丙烯10～40份、聚乳酸树脂5～10份、无机填料10～20份、相容剂2～5份、助剂0.1～5份。本发明制得的产品，具有线径均匀、横截面圆度较高、加工流动性好、力学性能佳以及收缩率较小的优点，可应用于3D打印耗材领域，解决了现有技术中，聚丙烯材料在3D打印过程中易翘曲变形以及3D打印耗材线径不均、横截面不圆等技术缺陷，进一步推动聚丙烯材料在3D打印材料领域的发展。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，特别涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用。

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。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，限制其发展。目前，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)、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。其中，聚乳酸力学性能和热学性能存在不足；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物打印时气味大，不适合在办公场所使用；尼龙的成型温度较高，不适合桌面级3D打印机使用。

近年来，为了进一步改善聚丙烯的性能以及扩大其使用范围，开始将其应用于3D打印领域。聚丙烯作为一种重要的高分子材料，以其价格低廉、加工性能优良、机械性能优越、耐热性能优越并且兼具安全、环保等优点，已发展成为当今世界上使用量最大的高分子材料，能够很好的解决PLA和ABS应用于3D打印时的不足。同时聚丙烯的成本价格远低于PLA和ABS，这不仅能够降低3D打印用户的成本，也有助于推动3D打印技术的发展。

由于聚丙烯韧性较差，收缩率大，采用3D打印时产品容易收缩产生翘曲变形、产品偏脆等缺陷；同时由于聚丙烯的密度较小，在生产3D打印耗材时浮于水面，导致聚丙烯冷却不均，与水接触部分冷却较快，与空气接触部分冷却较慢，导致耗材直径不均、横截面不是圆形，严重影响打印效果。这些不足限制了聚丙烯材料在3D打印材料领域的发展。

因此，研发出一种可用于3D打印的聚丙烯复合材料，用于解决现有技术中不足，进一步推动聚丙烯材料在3D打印材料领域的发展，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种聚丙烯复合材料。

本发明另一目的在于提供上述聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述聚丙烯复合材料在制备3D打印材料中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种聚丙烯复合材料，包括如下重量份的组分：

所述均聚聚丙烯的溶体流动速率在230℃、2.16Kg的测试条件下为20～50g/10min。

所述共聚聚丙烯的溶体流动速率在230℃、2.16Kg的测试条件下为5～20g/10min。

本发明所用的聚乳酸是一种广泛应用于3D打印领域的生物降解材料，其加工流动性好、3D打印效果优于其他材料。将聚乳酸添加到聚丙烯材料中，可以取长补短，制备出性能优异且具有较好3D打印质量的复合材料。同时加入可降解的聚乳酸材料，可实现复合材料的部分降解，有利于环保。

所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的至少一种，滑石粉粒度为1000～5000目；碳酸钙为重质碳酸钙，粒度为1000～5000目；硫酸钡粒度为1000～5000目；

所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、聚乙烯接枝马来酸酐和聚乙二醇中至少一种；