[发明专利]3D打印用组合物和3D打印用材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及高分子材料领域，公开了3D打印用组合物和3D打印用材料及其制备方法和应用。涉及一种3D打印用组合物，该组合物含有聚丙烯树脂、有机成核剂、无机成核剂和抗氧化剂；其中，所述聚丙烯树脂包括均聚聚丙烯树脂和抗冲共聚聚丙烯树脂。还涉及3D打印用材料及其制备方法和应用。本发明的3D打印用材料具有低收缩、高韧性、高耐热性等特点，适用于多种熔融沉积法打印机型，并使其在3D打印技术中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及3D打印用组合物和3D打印用材料及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印，又称增材制造，在国防军事、航空航天、工业模型设计、产品原型设计、生物医疗等领域有着广泛的应用。3D打印制品无需经过注塑成型，即可获得强度高，韧性好的成型零件。可直接用于对模型进行强度、性能的检验，验证产品设计结构的合理性、制造工艺的可行性、造型的美观性，能够及时修改、完善产品设计，以满足市场的需要，从而大大缩短新产品的开发周期，降低研制成本，使企业具备更强的竞争能力。

3D打印的主流成型方法包括融熔沉积成型(FDM)、立体光固化成型(SLA)、选择性激光烧结(SLS)等。目前，FDM成型技术使用最多的高分子材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)和聚乳酸(PLA)。但是ABS因为含有苯环，因此在打印过程中会释放有害气味，而PLA由于其结构特性，耐温性及耐湿性较差。

聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，其具有优异的力学性及环境友好性，加之较低的价格，比ABS和PLA应具有更大的应用价值。但是PP材料比PLA具有更大的收缩率，不利于成型，并且耐热性和韧性不如ABS。

因此如何能够开发出3D打印用低收缩、高韧性、高耐热性PP耗材是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中3D打印用聚丙烯材料存在的高收缩、低韧性、低耐热的缺陷。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种3D打印用组合物，该组合物含有聚丙烯树脂、有机成核剂、无机成核剂和抗氧化剂；

其中，所述聚丙烯树脂包括均聚聚丙烯树脂和抗冲共聚聚丙烯树脂；

以该组合物的总重量为基准，所述均聚聚丙烯树脂的含量为50-85重量％、所述抗冲共聚聚丙烯树脂的含量为5-40重量％、所述有机成核剂的含量为0.05-0.3重量％、所述无机成核剂的含量为1-10重量％、所述抗氧化剂的含量为0.05-1重量％。

本发明的第二方面提供一种制备3D打印用材料的方法，该方法包括：将第一方面所述的3D打印用组合物中的各组分依次进行混合、挤出造粒和成型处理。

本发明的第三方面提供由第二方面所述的方法得到的3D打印用材料。

本发明的第四方面提供第三方面所述的3D打印用材料在熔融沉积法3D打印中的应用。

通过上述技术方案，本发明提供了一种低收缩、高韧性、高耐热的3D打印用聚丙烯材料。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

如前所述，本发明的第一方面提供了一种3D打印用组合物，该组合物含有聚丙烯树脂、有机成核剂、无机成核剂和抗氧化剂；

其中，所述聚丙烯树脂包括均聚聚丙烯树脂和抗冲共聚聚丙烯树脂；