一种3D打印材料及其应用的制作方法

文档序号:40210312发布日期:2024-12-06 16:28阅读:18来源:国知局

本发明涉及高分子材料,尤其涉及一种3d打印材料及其应用。


背景技术:

1、pet是一种热塑性塑料,具有质量轻、化学稳定性高、力学性能较好等优点,因此,广泛应用于食品包装、纤维和电器绝缘材料等领域。全球每年pet产量超过7×107t,其中用于食品包装瓶约21000kt,用于化纤约46000kt,但这些pet产品废弃之后回收再利用率仅为14%,大量的废旧塑料不可避免地对生态环境带来严重的污染。因此,寻找较高附加值的废旧pet回收途径具有重要的社会价值和现实意义。

2、现有技术中,有提出将废旧pet回收用于生产3d打印材料来解决其回收利用的问题。如中国专利cn116394485a公开了一种回收聚酯类纺织品生产熔融沉积3d打印线材的方法,其采用热压成型处理工艺回收聚酯类纺织品,不仅克服了废旧纺织品松散难以加工的难题,并且提高回收pet材料的挤出加工稳定;利用环氧增粘剂,提高了回收pet熔体的弹性,提高回收pet材料的挤出加工稳定性以及3d打印制件的力学性能。但熔融沉积成型方法存在如下问题:

3、(1)采用线材作为熔融沉积成型打印材料,高温加工线材成型过程中,线材难免发生高温老化降解,导致最终制品的力学性能会有所下降。

4、(2)回收化纤用pet作为3d打印线材,对回收pet的品质要求较高,应用受限。

5、目前,利用物理法回收pet瓶片时,回收各工段(主要是热洗工段和冷洗工段)产生的副产pet粉末,其不可避免的会夹带微量杂质,难以应用于高要求的线材制造。同时,若直接将其用于生产3d打印材料,还会存在不满足3d打印材料塑化挤出条件等问题,不利于增材制造。因此,提出一种能够有效解决副产pet粉末的回收利用问题的方法,进一步扩大其应用领域,是非常有必要的。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本发明提供一种3d打印材料及其应用。

2、本发明采用的技术方案为:

3、第一方面,本发明提供一种3d打印材料,原料组分按100%重量,包括:1-45%对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物,余量为pet树脂;

4、所述对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物的熔点不超过210℃;

5、所述pet树脂中回收pet树脂的重量占比不低于20%。

6、本发明提出的一种3d打印材料,通过在含回收pet树脂的pet基体树脂中引入低熔点的对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物进行共混,在增材制造的过程中,一方面,在熔融温度下能够通过降低熔体粘度以调节熔体流动性,提高回收pet树脂用于3d打印材料的加工性能;另一方面,对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物与pet树脂基体具有良好的相容性,能够减少对后续3d打印产品力学性能的影响。本发明通过改善回收pet树脂的性能,高效实现其循环再生利用,有助于环保和可持续发展。

7、优选的,所述原料组分还包括助剂7-9%,所述助剂选自抗氧化剂、成核剂、紫外光吸收剂、润滑剂、消光粉和颜料中的一种或两种及以上的组合。

8、优选的,所述回收pet树脂中杂质含量不低于0.1wt%,不高于1wt%。

9、优选的,所述杂质为纳米级,选自无机填料、金属、金属氧化物和有机羧酸盐中的一种或两种及以上的组合。

10、优选的,所述对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物的重量百分比不低于10%。

11、优选的,所述对苯二甲酸二羟烷基酯的通式为horocophcooroh,其中,ph代表苯撑,r选自c1-c4烷基。

12、优选的,所述对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物选自对苯二甲酸二羟乙酯及其低聚物、对苯二甲酸二羟丙酯和对苯二甲酸二羟丁酯中的一种或两种及以上的组合。

13、第二方面,本发明提供一种如上述任一技术方案所述的3d打印材料在熔融颗粒制造领域的应用。

14、优选的,所述熔融颗粒制造的工艺参数为:喷嘴直径为0.5-2mm,熔融温度为245-270℃,喷嘴温度为250-260℃,热床温度为60℃,打印速度为30-60mm/s。

15、本发明的3d打印的材料,加入了低熔点的对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物,降低了3d打印材料的熔程和/或粘度,3d打印材料可以直接进行熔融颗粒制造,避免了线材成型须经高温加工预处理带来的老化降解,从而致使3d打印产品力学性能下降的问题。



技术特征:

1.一种3d打印材料,原料组分按100%重量,包括:1-45%对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物,余量为pet树脂;

2.如权利要求1所述的3d打印材料,其特征在于,所述原料组分还包括助剂7-9%,所述助剂选自抗氧化剂、成核剂、紫外光吸收剂、润滑剂、消光粉和颜料中的一种或两种及以上的组合。

3.如权利要求1所述的3d打印材料,其特征在于,所述回收pet树脂中杂质含量不低于0.1wt%,不高于1wt%。

4.如权利要求1所述的3d打印材料,其特征在于,所述杂质为纳米级,选自无机填料、金属、金属氧化物和有机羧酸盐中的一种或两种及以上的组合。

5.如权利要求1所述的3d打印材料,其特征在于,所述对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物的重量百分比不低于10%。

6.如权利要求1所述的3d打印材料,其特征在于,所述对苯二甲酸二羟烷基酯的通式为horocophcooroh,其中,ph代表苯撑,r选自c1-c4烷基。

7.如权利要求6所述的3d打印材料,其特征在于,所述对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物选自对苯二甲酸二羟乙酯及其低聚物、对苯二甲酸二羟丙酯和对苯二甲酸二羟丁酯中的一种或两种及以上的组合。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的3d打印材料在熔融颗粒制造领域的应用。

9.如权利要求8所述的3d打印材料的应用,其特征在于,所述熔融颗粒制造的工艺参数为:喷嘴直径为0.5-2mm,熔融温度为245-270℃,喷嘴温度为250-260℃,热床温度为60℃,打印速度为30-60mm/s。


技术总结
本发明涉及一种3D打印材料及其应用,原料组分按100%重量,包括:1‑45%对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物,余量为PET树脂;对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物的熔点不超过210℃;PET树脂中回收PET树脂的重量占比不低于20%。本发明通过在含回收PET树脂的PET基体树脂中引入低熔点的对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物进行共混,在增材制造的过程中,一方面,在熔融温度下能够通过降低熔体粘度以调节熔体流动性,提高回收PET树脂用于3D打印材料的加工性能;另一方面,对苯二甲酸二羟烷基酯及其低聚物与PET树脂基体具有良好的相容性,能够减少对后续3D打印产品力学性能的影响。本发明通过改善回收PET树脂的性能,高效实现其循环再生利用,有助于环保和可持续发展。

技术研发人员:姜兴盛,李天源,托马斯·沃尔特施密特,杜鹏,陈兴,薛丽丽
受保护的技术使用者:福建华峰新材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/5
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