一種3d打印芳香族聚酯材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種3D打印聚合物材料及其制備方法。具體而言，本發(fā)明提供一種組合物，包含：芳族聚酯60-90重量份，熱塑性彈性體5-35重量份，敏化劑0.1-5重量份，成核劑0.1-1重量份和抗氧劑0.1-1重量份。
【專利說明】一種3D打印芳香族聚酯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種3D打印聚合物材料及其制備方法，具體涉及一種3D打印芳香族聚酯材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)又稱增材制造技術(shù)，其基本原理是疊層制造，逐層增加材料來生成三維實體的技術(shù)。目前，3D打印技術(shù)主要被應用于產(chǎn)品原型、模具制造以及藝術(shù)創(chuàng)作、珠寶制作等領(lǐng)域，替代這些傳統(tǒng)依賴的精細加工工藝。另外，3D打印技術(shù)逐漸應用于醫(yī)學、生物工程、建筑、服裝、航空等領(lǐng)域，為創(chuàng)新開拓了廣闊的空間。
[0003]3D打印技術(shù)包含了一系列不同的技術(shù)，包括選擇性激光燒結(jié)(SLS)，立體光固化(SLA)，熔融沉積成型(FDM)等等，其中FDM是最常用的一種技術(shù)工藝，原理是利用熱塑性聚合物材料在熔融狀態(tài)下，從噴頭處擠壓出來，凝固形成輪廓形狀的薄層，再一層層疊加最終形成產(chǎn)品。目前市場上用于熔融擠壓堆積成型技術(shù)的聚合物材料品種較少，主要依賴進口，比較常見的是丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)和尼龍(PA)，而性能較突出的常用芳族聚酯材料(例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET))在3D打印材料領(lǐng)域卻沒有得到足夠重視。
[0004]芳族聚酯材料是一種非常重要的高分子材料，它具備優(yōu)良的機械性能、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性，且成本較低，廣泛應用于包裝、交通、紡織、建筑等與人們?nèi)粘Ｉ罹o密相關(guān)的領(lǐng)域。對于熱塑性3D打印材料而言，必須在保證出色的熔融加工性能的同時能賦予成型部件更優(yōu)異的力學性能。然而，現(xiàn)有的一些芳族聚酯材料在熔融加工過程中對環(huán)境條件十分敏感，很容易因降解而導致材料發(fā)脆，因此，有必要改進芳族聚酯材料以滿足3D打印材料的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種組合物，包含按重量計的以下組分:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種組合物，包含按重量計的以下組分:

2.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述芳族聚酯為通式(I)所示的化合物:
3.權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中: 所述熱塑性彈性體選自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、乙烯-辛烯共聚物(F0E)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、熱塑性聚氨酯(TPU)、熱塑性聚酯彈性體(TPEE)中的一種或至少兩種的組合； 所述的敏化劑為1，4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二縮丙二醇雙丙烯酸酯(TPGDA)、三羥甲基丙烯酸酯(TMPTA)中的一種或至少兩種的組合； 所述成核劑可以選自下列的一種或多種:有機酸的鹽，例如有機酸(例如芳族羧酸或脂族羧酸)的堿金屬鹽(例如為鈉鹽或鉀鹽)，所述成核劑優(yōu)選選自苯甲酸鈉、對氯苯甲酸鈉、硬脂酸鈉中的一種或多種；和/或 所述抗氧劑選自抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1035、抗氧劑1098中的一種或至少兩種的組合。
4.權(quán)利要求1-3任一項所述的組合物，還包含抗氧助劑(例如THAN0X-1098或627A)、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、著色劑和/或抗靜電劑。
5.一種聚合物，由權(quán)利要求1-4任一項所述的組合物經(jīng)輻照交聯(lián)，優(yōu)選電子束輻照交聯(lián)而得，所述聚合物中的凝膠含量可以在例如2重量％到40重量％之間，更優(yōu)選在5重量％到25重量％之間。
6.權(quán)利要求5所述的聚合物的制備方法，包括: 1)將芳族聚酯、熱塑性彈性體、敏化劑、成核劑和抗氧劑混合； 2)將所得的混合物造粒、冷凍并粉碎為粉體； 3)將所得的粉體經(jīng)輻照交聯(lián)，優(yōu)選電子束輻照交聯(lián)。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其中: 在步驟2)中，所述粉體的粒徑< Imm,例如< 0.9mm,優(yōu)選約0.2至約0.8mm,例如約0.3_、約 0.4_、約 0.5_、約 0.6mm 或約 0.7mm ； 在步驟3)中，在10-40°C，優(yōu)選15-35°C，更優(yōu)選20-30°C，例如室溫(25°C )下，優(yōu)選在惰性氣體(例如氮氣、氬氣或其混合氣體等)的存在下，進行輻照交聯(lián)； 所述電子束福照的劑量為1-1OOmrad,例如2_50mrad,優(yōu)選5_25mrad,例如6mrad8mrad>IOmrad>12mrad>15mrad>18mrad>20mrad 或 22mracL
8.一種熔融沉積成型的方法，其中使用權(quán)利要求5所述的聚合物進行熔融沉積成型。
9.包含權(quán)利要求5所述的聚合物的打印材料，特別是3D打印材料。
10.權(quán)利要求1-4任一項所述的組合物或權(quán)利要求5所述的聚合物用于制備打印材料，特別是3D打印材料的用途。
【文檔編號】C08K5/103GK103980675SQ201410183505
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】管國虎, 李春成, 朱文祥, 鄭柳春, 肖耀南, 董金勇, 符文鑫, 林學春, 馬永梅, 孫文華, 徐堅 申請人:中國科學院化學研究所