本发明属于3d打印用石蜡成型材料
技术领域：
，尤其涉及一种3d打印用石蜡类型成型材料及其制备方法。
背景技术：
：最近几年，通过加热打印机喷头将墨水或者成型材料和支持材料通过堆叠的方式进行增材制造的3d打印机已实现商用。如由美国3dsystem公司研制的3510系列打印机已经在珠宝首饰市场得到了广泛的应用，美国silidscape公司生产的3d打印喷蜡机也在高校、文物修补、航天航空等领域得到了应用。与传统的手工雕蜡和雕蜡机相比，该技术具有自动化程度高，效率高，图案造型丰富，低碳环保等优势。3510系列打印机所用的支持材料主要由美国3dsystem提供，这款材料打印的精密度比较高，致密性比价好，能够满足珠宝设计和首饰模制造等要求。solidscape3d打印喷蜡机的成型材料也是由该公司提供，但是这个材料的缺点是价格相当昂贵，而且用量比较大，造成成本相当高昂，3dsystem的成型材料大约50元(rmb)/g，而solidscap的成型材料大概是80元(rmb)/g。因此，目前除了珠宝行业、军工、航天航空等领域以外，这种价格昂贵的石蜡成型/支撑材料不能满足一些比如五金铸件、工艺品等成本相对较低的行业的需求，而且这类型材料种类少，不能满足不同类型企业对材料的实际需求。由于3d打印技术可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量的优点，各类制造业对3d打印技术的需求也在日益增加，但是由于国内还没有成熟的石蜡成型材料生产技术及工艺，3d打印用的石蜡成型材料只能从外国进口，且普适性较差，始终制约着3d打印技术在我国其他行业的应用与发展。技术实现要素：针对目前石蜡成型材料存在的价格昂贵、种类少等问题，本发明提供一种3d打印用石蜡类型成型材料及其制备方法。为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种3d打印用石蜡类型成型材料，按照质量百分比包括如下组分：其中，长链烷烃的碳原子数不低于二十八个；长链酸的碳原子数不低于二十个。以及，一种3d打印用石蜡类型成型材料的制备方法，至少包括以下步骤：将如上所述的热塑性聚合物、长链酸、高硬度聚合物、长链烷烃、石蜡和抗氧化剂加入反应釜中，在80℃～110℃温度中进行反应处理3～12h；将如上所述的黏度调节剂加入反应处理得到的产物中进行黏度调节处理和过滤处理。本发明提供的3d打印用石蜡类型成型材料，打印精度和打印效果与常规材料相同，最主要是与随机附带的成型材料效果基本一致，针入度为0.9～1.31/10mm，熔点为70～75℃，软化点温度为55～70℃，粘度为25～35mpa.s，与现有材料的软化温度(61℃)/熔点(70℃)相当；更重要的是成本降低为常规材料的50％左右，极大的降低了3d打印材料的成本和增加了材料的种类。本发明提供的3d打印用石蜡类型成型材料的制备方法，工艺条件简单易控，产品合格率高，生产成本低，可以大规模工业化生产。具体实施方式为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。本发明实施例提供了一种3d打印用石蜡类型成型材料。所述3d打印用石蜡类型成型材料按照质量百分比包括如下组分：其中，长链烷烃的碳原子数不低于二十八个；长链酸的碳原子数不低于二十个。优选地，所述热塑性树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva树脂)、聚乙烯蜡(pe蜡)、聚丙烯蜡(pp蜡)、聚丙烯、醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯中的至少一种。进一步优选地，所述聚乙烯蜡的数均分子量为1000-10000。优选地，所述高硬度聚合物的成分为苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚(甲苯乙烯-co-ɑ-甲基苯乙烯)、低密度聚乙烯(ldpe)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚1-丁烯(pb)中的至少一种。优选地，所述长链烷烃为二十八烷、二十九烷、三十烷、三十一烷、三十二烷、三十三烷、三十四烷、三十五烷、三十六烷、三十七烷、三十八烷、三十九烷、四十烷中的至少一种。优选地，所述长链酸为二十酸、二十一酸、二十二酸、二十三酸、二十四酸、二十五酸、二十六酸、二十七酸、二十八酸中的至少一种。优选地，所述石蜡为55#石蜡、60#石蜡、65#石蜡、70#石蜡、75#石蜡、80#石蜡、85#石蜡、55#微晶石蜡、60#微晶石蜡、65#微晶石蜡、75#微晶石蜡、80#微晶石蜡、85#微晶石蜡、90#微晶石蜡、60#特种石蜡、65#特种石蜡、70#特种石蜡、75#特种石蜡、80#特种石蜡、85#特种石蜡、脂肪醇石蜡、脂肪酸石蜡中的至少一种。上述石蜡使获得的最终产品的硬度、韧性等达到相应的性能要求。优选地，所述黏度调节剂为费托蜡、环己醇、超高分子量聚乙烯、棕榈蜡、月桂酸、硬脂酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、沙索蜡、超支化聚合物、非晶态丙烯共聚物、正癸醇、十二烷醇、十四烷醇、十六烷醇、二十二烷醇、三十烷醇、亚乙基双硬脂酸酰胺、聚ε-己内酯中的至少一种。优选地，所述抗氧剂为叔丁基对苯二酚(tbhq)、硫代二丙酸双月桂酯(dltp)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷中的任一种。本发明实施例提供的3d打印用石蜡类型成型材料，在保持原来的打印精度和打印效果不变的基础上，大大降低了3d打印材料的成本和增加了材料的种类，使3d打印技术可以在更多的领域使用，拓宽了3d打印技术的应用范围。本发明得到的3d打印用石蜡类型成型材料，通过打印测试，调整3d打印机的喷头温度、喷射力度等参数后，打印出来的效果跟随机附带的成型材料效果基本一致，而且打印出来的精密度也与随机附带的成型材料效果基本一致。本发明获得的材料，针入度为0.9～1.31/10mm，熔点为70～75℃，软化点温度为55～70℃，粘度为25～35mpa.s，与现有材料的软化温度(61℃)/熔点(70℃)相当；而且本发明的材料成本仅为原来成本的50％左右，而且材料的熔点、粘度基本保持不变，保证了材料能够正常打印并满足高精度行业的需求。在上述提供的3d打印用石蜡类型成型材料，本发明的实施例还进一步提供该3d打印用石蜡类型成型材料的一种制备方法。在一实施例中，所述3d打印用石蜡类型成型材料的制备方法，至少包括以下步骤：按照如上所述的3d打印用石蜡类型成型材料准备所述的热塑性聚合物、长链酸、高硬度聚合物、长链烷烃、石蜡、粘度调节剂和抗氧化剂；将准备的所述热塑性聚合物、长链酸、高硬度聚合物、长链烷烃、石蜡和抗氧化剂加入反应釜中，在80℃～110℃温度中搅拌反应处理3～12h；将所述黏度调节剂加入反应处理得到的产物中进行黏度调节处理和过滤处理。具体的，所述反应处理的搅拌转速为500～1200转/分钟，高速搅拌能够促进不同长链原料之间的分子链缠结，最终产品的均一性更好。经过黏度调节处理后的反应产物的黏度为8～40mpa.s，该粘度范围的产品打印效果较好。所述过滤处理采用100目～1000目的筛网。经过100目～1000目网筛过滤后，得到的材料粒径几乎全部在13μm～150μm之间。本发明实施例提供的3d打印用石蜡类型成型材料的制备方法，工艺条件简单易控，产品合格率高，生产成本低，可以大规模工业化生产。为了更好的说明本发明实施例，下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释说明。实施例1一种3d打印用石蜡类型成型材料，包括质量百分比的如下组分：所述3d打印用石蜡类型成型材料的制备方法，包括以下步骤：按照如上所述的3d打印用石蜡类型成型材料准备所述eva树脂、聚甲基丙烯酸酯、二十八烷、二十酸、75#微晶石蜡、费托蜡、叔丁基对苯二酚；将准备好的所述eva树脂、聚甲基丙烯酸酯、二十八烷、二十酸、75#微晶石蜡、叔丁基对苯二酚置于反应釜中，按照1000转/分钟的速度进行搅拌，并加热至90℃，在搅拌结合90℃的反应条件下反应6h，得到反应产物；反应结束，将费托蜡加入反应得到的反应产物中，进行黏度调节，使得反应产物的最终黏度为10mpa.s，并采用200目网筛进行过滤处理，然后装瓶入库。实施例2一种3d打印用石蜡类型成型材料，包括质量百分比的如下组分：所述3d打印用石蜡类型成型材料的制备方法，包括以下步骤：按照如上所述的3d打印用石蜡类型成型材料准备所述聚碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、三十四烷、二十七酸、75#微晶石蜡、棕榈蜡、叔丁基对苯二酚；将准备好的所述聚碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、三十四烷、二十七酸、75#微晶石蜡、叔丁基对苯二酚置于反应釜中，按照600转/分钟的速度进行搅拌，并加热至80℃，在搅拌结合80℃的反应条件下反应8h，得到反应产物；反应结束，将棕榈蜡加入反应得到的反应产物中，进行黏度调节，使得反应产物的最终黏度为28mpa.s，并采用500目网筛进行过滤处理，然后装瓶入库。实施例3一种3d打印用石蜡类型成型材料，包括质量百分比的如下组分：所述3d打印用石蜡类型成型材料的制备方法，包括以下步骤：按照如上所述的3d打印用石蜡类型成型材料准备所述pe蜡、低密度聚乙烯、三十烷、十八酸、70#石蜡、硬脂酸、叔丁基对苯二酚；将准备好的所述pe蜡、低密度聚乙烯、三十烷、十八酸、70#石蜡、叔丁基对苯二酚置于反应釜中，按照500转/分钟的速度进行搅拌，并加热至100℃，在搅拌结合100℃的反应条件下反应4h，得到反应产物；反应结束，将硬脂酸加入反应得到的反应产物中，进行黏度调节，使得反应产物的最终黏度为23mpa.s，并采用800目网筛进行过滤处理，然后装瓶入库。实施例4一种3d打印用石蜡类型成型材料，包括质量百分比的如下组分：所述3d打印用石蜡类型成型材料的制备方法，包括以下步骤：按照如上所述的3d打印用石蜡类型成型材料准备所述eva树脂、苯乙烯、三十烷、二十二酸、70#特种石蜡、费托蜡、叔丁基对苯二酚；将准备好的所述eva树脂、苯乙烯、三十烷、二十二酸、70#特种石蜡、叔丁基对苯二酚置于反应釜中，按照1200转/分钟的速度进行搅拌，并加热至110℃，在搅拌结合110℃的反应条件下反应3h，得到反应产物；反应结束，将月桂酸加入反应得到的反应产物中，进行黏度调节，使得反应产物的最终黏度为31mpa.s，并采用200目网筛进行过滤处理，然后装瓶入库。为了验证所制备的3d打印用石蜡类型成型材料的特性。下面对实施例得到的3d打印用石蜡类型成型材料进行性能测试，测试项目包括针入度、熔点、黏度、软化点温度。1、针入度测试：其测试方法为：采用常规手持式硬度计进行测试，测试结果如下表1。2、熔点测试：其测试方法为：采用常规差示扫描量热仪进行测定，测试结果如下表1。3、黏度测试：其测试方法为采用常规旋转粘度计进行测试，测试结果如下表1。4、软化点温度测试：其测试方法为：采用常规差示扫描量热仪进行测定，测试结果如下表1。表1实施例1～4的3d打印用石蜡类型成型材料的性能测试项目实施例1实施例2实施例3实施例4针入度1/10mm1.231.120.911.03熔点℃73707574黏度mpa.s25282331软化点温度℃60576867由表1可以看出，实施例1～4制备的3d打印用石蜡类型成型材料针入度为0.9～1.31/10mm，熔点为70～75℃，软化点温度为55～70℃，粘度为25～35mpa.s，实施例所制备出来的材料满足作为3d打印成型材料的条件。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12