本發(fā)明屬于3d打印用石蠟成型材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種3d打印用石蠟類型成型材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：最近幾年，通過(guò)加熱打印機(jī)噴頭將墨水或者成型材料和支持材料通過(guò)堆疊的方式進(jìn)行增材制造的3d打印機(jī)已實(shí)現(xiàn)商用。如由美國(guó)3dsystem公司研制的3510系列打印機(jī)已經(jīng)在珠寶首飾市場(chǎng)得到了廣泛的應(yīng)用，美國(guó)silidscape公司生產(chǎn)的3d打印噴蠟機(jī)也在高校、文物修補(bǔ)、航天航空等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。與傳統(tǒng)的手工雕蠟和雕蠟機(jī)相比，該技術(shù)具有自動(dòng)化程度高，效率高，圖案造型豐富，低碳環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。3510系列打印機(jī)所用的支持材料主要由美國(guó)3dsystem提供，這款材料打印的精密度比較高，致密性比價(jià)好，能夠滿足珠寶設(shè)計(jì)和首飾模制造等要求。solidscape3d打印噴蠟機(jī)的成型材料也是由該公司提供，但是這個(gè)材料的缺點(diǎn)是價(jià)格相當(dāng)昂貴，而且用量比較大，造成成本相當(dāng)高昂，3dsystem的成型材料大約50元(rmb)/g，而solidscap的成型材料大概是80元(rmb)/g。因此，目前除了珠寶行業(yè)、軍工、航天航空等領(lǐng)域以外，這種價(jià)格昂貴的石蠟成型/支撐材料不能滿足一些比如五金鑄件、工藝品等成本相對(duì)較低的行業(yè)的需求，而且這類型材料種類少，不能滿足不同類型企業(yè)對(duì)材料的實(shí)際需求。由于3d打印技術(shù)可以大大縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、降低開發(fā)成本、提高開發(fā)質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，各類制造業(yè)對(duì)3d打印技術(shù)的需求也在日益增加，但是由于國(guó)內(nèi)還沒有成熟的石蠟成型材料生產(chǎn)技術(shù)及工藝，3d打印用的石蠟成型材料只能從外國(guó)進(jìn)口，且普適性較差，始終制約著3d打印技術(shù)在我國(guó)其他行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)目前石蠟成型材料存在的價(jià)格昂貴、種類少等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種3d打印用石蠟類型成型材料及其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種3d打印用石蠟類型成型材料，按照質(zhì)量百分比包括如下組分：其中，長(zhǎng)鏈烷烴的碳原子數(shù)不低于二十八個(gè)；長(zhǎng)鏈酸的碳原子數(shù)不低于二十個(gè)。以及，一種3d打印用石蠟類型成型材料的制備方法，至少包括以下步驟：將如上所述的熱塑性聚合物、長(zhǎng)鏈酸、高硬度聚合物、長(zhǎng)鏈烷烴、石蠟和抗氧化劑加入反應(yīng)釜中，在80℃～110℃溫度中進(jìn)行反應(yīng)處理3～12h；將如上所述的黏度調(diào)節(jié)劑加入反應(yīng)處理得到的產(chǎn)物中進(jìn)行黏度調(diào)節(jié)處理和過(guò)濾處理。本發(fā)明提供的3d打印用石蠟類型成型材料，打印精度和打印效果與常規(guī)材料相同，最主要是與隨機(jī)附帶的成型材料效果基本一致，針入度為0.9～1.31/10mm，熔點(diǎn)為70～75℃，軟化點(diǎn)溫度為55～70℃，粘度為25～35mpa.s，與現(xiàn)有材料的軟化溫度(61℃)/熔點(diǎn)(70℃)相當(dāng)；更重要的是成本降低為常規(guī)材料的50％左右，極大的降低了3d打印材料的成本和增加了材料的種類。本發(fā)明提供的3d打印用石蠟類型成型材料的制備方法，工藝條件簡(jiǎn)單易控，產(chǎn)品合格率高，生產(chǎn)成本低，可以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種3d打印用石蠟類型成型材料。所述3d打印用石蠟類型成型材料按照質(zhì)量百分比包括如下組分：其中，長(zhǎng)鏈烷烴的碳原子數(shù)不低于二十八個(gè)；長(zhǎng)鏈酸的碳原子數(shù)不低于二十個(gè)。優(yōu)選地，所述熱塑性樹脂為乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva樹脂)、聚乙烯蠟(pe蠟)、聚丙烯蠟(pp蠟)、聚丙烯、醋酸纖維素、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯中的至少一種。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述聚乙烯蠟的數(shù)均分子量為1000-10000。優(yōu)選地，所述高硬度聚合物的成分為苯乙烯、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)中的至少一種。優(yōu)選地，所述長(zhǎng)鏈烷烴為二十八烷、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、四十烷中的至少一種。優(yōu)選地，所述長(zhǎng)鏈酸為二十酸、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種。優(yōu)選地，所述石蠟為55#石蠟、60#石蠟、65#石蠟、70#石蠟、75#石蠟、80#石蠟、85#石蠟、55#微晶石蠟、60#微晶石蠟、65#微晶石蠟、75#微晶石蠟、80#微晶石蠟、85#微晶石蠟、90#微晶石蠟、60#特種石蠟、65#特種石蠟、70#特種石蠟、75#特種石蠟、80#特種石蠟、85#特種石蠟、脂肪醇石蠟、脂肪酸石蠟中的至少一種。上述石蠟使獲得的最終產(chǎn)品的硬度、韌性等達(dá)到相應(yīng)的性能要求。優(yōu)選地，所述黏度調(diào)節(jié)劑為費(fèi)托蠟、環(huán)己醇、超高分子量聚乙烯、棕櫚蠟、月桂酸、硬脂酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、沙索蠟、超支化聚合物、非晶態(tài)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、亞乙基雙硬脂酸酰胺、聚ε-己內(nèi)酯中的至少一種。優(yōu)選地，所述抗氧劑為叔丁基對(duì)苯二酚(tbhq)、硫代二丙酸雙月桂酯(dltp)、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯基)丁烷中的任一種。本發(fā)明實(shí)施例提供的3d打印用石蠟類型成型材料，在保持原來(lái)的打印精度和打印效果不變的基礎(chǔ)上，大大降低了3d打印材料的成本和增加了材料的種類，使3d打印技術(shù)可以在更多的領(lǐng)域使用，拓寬了3d打印技術(shù)的應(yīng)用范圍。本發(fā)明得到的3d打印用石蠟類型成型材料，通過(guò)打印測(cè)試，調(diào)整3d打印機(jī)的噴頭溫度、噴射力度等參數(shù)后，打印出來(lái)的效果跟隨機(jī)附帶的成型材料效果基本一致，而且打印出來(lái)的精密度也與隨機(jī)附帶的成型材料效果基本一致。本發(fā)明獲得的材料，針入度為0.9～1.31/10mm，熔點(diǎn)為70～75℃，軟化點(diǎn)溫度為55～70℃，粘度為25～35mpa.s，與現(xiàn)有材料的軟化溫度(61℃)/熔點(diǎn)(70℃)相當(dāng)；而且本發(fā)明的材料成本僅為原來(lái)成本的50％左右，而且材料的熔點(diǎn)、粘度基本保持不變，保證了材料能夠正常打印并滿足高精度行業(yè)的需求。在上述提供的3d打印用石蠟類型成型材料，本發(fā)明的實(shí)施例還進(jìn)一步提供該3d打印用石蠟類型成型材料的一種制備方法。在一實(shí)施例中，所述3d打印用石蠟類型成型材料的制備方法，至少包括以下步驟：按照如上所述的3d打印用石蠟類型成型材料準(zhǔn)備所述的熱塑性聚合物、長(zhǎng)鏈酸、高硬度聚合物、長(zhǎng)鏈烷烴、石蠟、粘度調(diào)節(jié)劑和抗氧化劑；將準(zhǔn)備的所述熱塑性聚合物、長(zhǎng)鏈酸、高硬度聚合物、長(zhǎng)鏈烷烴、石蠟和抗氧化劑加入反應(yīng)釜中，在80℃～110℃溫度中攪拌反應(yīng)處理3～12h；將所述黏度調(diào)節(jié)劑加入反應(yīng)處理得到的產(chǎn)物中進(jìn)行黏度調(diào)節(jié)處理和過(guò)濾處理。具體的，所述反應(yīng)處理的攪拌轉(zhuǎn)速為500～1200轉(zhuǎn)/分鐘，高速攪拌能夠促進(jìn)不同長(zhǎng)鏈原料之間的分子鏈纏結(jié)，最終產(chǎn)品的均一性更好。經(jīng)過(guò)黏度調(diào)節(jié)處理后的反應(yīng)產(chǎn)物的黏度為8～40mpa.s，該粘度范圍的產(chǎn)品打印效果較好。所述過(guò)濾處理采用100目～1000目的篩網(wǎng)。經(jīng)過(guò)100目～1000目網(wǎng)篩過(guò)濾后，得到的材料粒徑幾乎全部在13μm～150μm之間。本發(fā)明實(shí)施例提供的3d打印用石蠟類型成型材料的制備方法，工藝條件簡(jiǎn)單易控，產(chǎn)品合格率高，生產(chǎn)成本低，可以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。為了更好的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。實(shí)施例1一種3d打印用石蠟類型成型材料，包括質(zhì)量百分比的如下組分：所述3d打印用石蠟類型成型材料的制備方法，包括以下步驟：按照如上所述的3d打印用石蠟類型成型材料準(zhǔn)備所述eva樹脂、聚甲基丙烯酸酯、二十八烷、二十酸、75#微晶石蠟、費(fèi)托蠟、叔丁基對(duì)苯二酚；將準(zhǔn)備好的所述eva樹脂、聚甲基丙烯酸酯、二十八烷、二十酸、75#微晶石蠟、叔丁基對(duì)苯二酚置于反應(yīng)釜中，按照1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行攪拌，并加熱至90℃，在攪拌結(jié)合90℃的反應(yīng)條件下反應(yīng)6h，得到反應(yīng)產(chǎn)物；反應(yīng)結(jié)束，將費(fèi)托蠟加入反應(yīng)得到的反應(yīng)產(chǎn)物中，進(jìn)行黏度調(diào)節(jié)，使得反應(yīng)產(chǎn)物的最終黏度為10mpa.s，并采用200目網(wǎng)篩進(jìn)行過(guò)濾處理，然后裝瓶入庫(kù)。實(shí)施例2一種3d打印用石蠟類型成型材料，包括質(zhì)量百分比的如下組分：所述3d打印用石蠟類型成型材料的制備方法，包括以下步驟：按照如上所述的3d打印用石蠟類型成型材料準(zhǔn)備所述聚碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、三十四烷、二十七酸、75#微晶石蠟、棕櫚蠟、叔丁基對(duì)苯二酚；將準(zhǔn)備好的所述聚碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、三十四烷、二十七酸、75#微晶石蠟、叔丁基對(duì)苯二酚置于反應(yīng)釜中，按照600轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行攪拌，并加熱至80℃，在攪拌結(jié)合80℃的反應(yīng)條件下反應(yīng)8h，得到反應(yīng)產(chǎn)物；反應(yīng)結(jié)束，將棕櫚蠟加入反應(yīng)得到的反應(yīng)產(chǎn)物中，進(jìn)行黏度調(diào)節(jié)，使得反應(yīng)產(chǎn)物的最終黏度為28mpa.s，并采用500目網(wǎng)篩進(jìn)行過(guò)濾處理，然后裝瓶入庫(kù)。實(shí)施例3一種3d打印用石蠟類型成型材料，包括質(zhì)量百分比的如下組分：所述3d打印用石蠟類型成型材料的制備方法，包括以下步驟：按照如上所述的3d打印用石蠟類型成型材料準(zhǔn)備所述pe蠟、低密度聚乙烯、三十烷、十八酸、70#石蠟、硬脂酸、叔丁基對(duì)苯二酚；將準(zhǔn)備好的所述pe蠟、低密度聚乙烯、三十烷、十八酸、70#石蠟、叔丁基對(duì)苯二酚置于反應(yīng)釜中，按照500轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行攪拌，并加熱至100℃，在攪拌結(jié)合100℃的反應(yīng)條件下反應(yīng)4h，得到反應(yīng)產(chǎn)物；反應(yīng)結(jié)束，將硬脂酸加入反應(yīng)得到的反應(yīng)產(chǎn)物中，進(jìn)行黏度調(diào)節(jié)，使得反應(yīng)產(chǎn)物的最終黏度為23mpa.s，并采用800目網(wǎng)篩進(jìn)行過(guò)濾處理，然后裝瓶入庫(kù)。實(shí)施例4一種3d打印用石蠟類型成型材料，包括質(zhì)量百分比的如下組分：所述3d打印用石蠟類型成型材料的制備方法，包括以下步驟：按照如上所述的3d打印用石蠟類型成型材料準(zhǔn)備所述eva樹脂、苯乙烯、三十烷、二十二酸、70#特種石蠟、費(fèi)托蠟、叔丁基對(duì)苯二酚；將準(zhǔn)備好的所述eva樹脂、苯乙烯、三十烷、二十二酸、70#特種石蠟、叔丁基對(duì)苯二酚置于反應(yīng)釜中，按照1200轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行攪拌，并加熱至110℃，在攪拌結(jié)合110℃的反應(yīng)條件下反應(yīng)3h，得到反應(yīng)產(chǎn)物；反應(yīng)結(jié)束，將月桂酸加入反應(yīng)得到的反應(yīng)產(chǎn)物中，進(jìn)行黏度調(diào)節(jié)，使得反應(yīng)產(chǎn)物的最終黏度為31mpa.s，并采用200目網(wǎng)篩進(jìn)行過(guò)濾處理，然后裝瓶入庫(kù)。為了驗(yàn)證所制備的3d打印用石蠟類型成型材料的特性。下面對(duì)實(shí)施例得到的3d打印用石蠟類型成型材料進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試項(xiàng)目包括針入度、熔點(diǎn)、黏度、軟化點(diǎn)溫度。1、針入度測(cè)試：其測(cè)試方法為：采用常規(guī)手持式硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表1。2、熔點(diǎn)測(cè)試：其測(cè)試方法為：采用常規(guī)差示掃描量熱儀進(jìn)行測(cè)定，測(cè)試結(jié)果如下表1。3、黏度測(cè)試：其測(cè)試方法為采用常規(guī)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表1。4、軟化點(diǎn)溫度測(cè)試：其測(cè)試方法為：采用常規(guī)差示掃描量熱儀進(jìn)行測(cè)定，測(cè)試結(jié)果如下表1。表1實(shí)施例1～4的3d打印用石蠟類型成型材料的性能測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4針入度1/10mm1.231.120.911.03熔點(diǎn)℃73707574黏度mpa.s25282331軟化點(diǎn)溫度℃60576867由表1可以看出，實(shí)施例1～4制備的3d打印用石蠟類型成型材料針入度為0.9～1.31/10mm，熔點(diǎn)為70～75℃，軟化點(diǎn)溫度為55～70℃，粘度為25～35mpa.s，實(shí)施例所制備出來(lái)的材料滿足作為3d打印成型材料的條件。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12