[发明专利]一种用于3D打印的改性聚酰胺复合材料

说明书

本发明涉及一种用于3D打印的改性聚酰胺复合材料，该复合材料的组分及重量份数为：聚酰胺56 65‑80、增塑剂4‑10、抗氧剂0.1‑3、玻璃纤维8‑15、补强剂4‑10。上述原料经充分干燥、混合后，利用双/单螺杆挤出机进行共混改性、切粒，粒料干燥后再利用单螺杆挤出机进行挤出拉丝，最终得到一种可用于3D打印的改性聚酰胺支撑材料。该改性聚酰胺复合材料可以很好的溶解于极性溶剂中，便于打印模型支撑部分的拆除，并且通过改性处理，具有较好的综合性能，能够更好的起到支撑作用。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其是涉及一种可作为3D打印支撑材料使用的改性聚酰胺复合材料。

背景技术

3D打印技术，即快速成型技术的一种，是一种以数字化模型文件为基础，运用金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的新技术。该技术已在模具设计、工业机械零件制造、汽车、航空航天和医学医药等领域得到了广泛的发展。3D打印技术根据所适用材料和原理的不同又可以划分为多种不同的技术，主要有立体光固化法(SLA)，激光选择性烧结法(SLS)，熔融沉积法(FDM)等，其中熔融沉积打印技术是目前应用范围最广、普及度最高同时有望最早实现民用化和家庭化的3D打印技术。

熔融沉积打印技术的主要原理是在略高于打印材料的熔融温度下通过对热塑性材料加热使其熔融从喷嘴挤出，通过电脑控制，层层堆积成成品。目前熔融沉积打印技术用到的打印材料主要为丙烯腈-苯乙烯丁二烯共聚物(ABS)，聚乳酸(PLA)，聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4环己烷二甲醇酯(PETG)等。

利用这些打印材料进行打印，当打印制品形状较为复杂或者含有凹陷、中空等结构时，需要选择支撑材料进行打印成型，再通过将包含支撑材料的打印成品浸渍于特定的溶液或气氛中，使支撑材料充分溶解，最终获得特殊结构的打印制品。支撑材料在异形件的打印中起到了重要的作用，关系到3D打印的应用推广。目前市面上的支撑材料种类较少，且大部分依赖于国外进口。

申请号为CN201610831921.1和CN201410804645.0的专利中公布了一些可用于进行3D打印的改性聚酰胺复合材料，通过添加一些助剂，例如成核剂、润滑剂、增强剂和抗氧剂等，其目的在于使得改性后聚酰胺材料具有耐高温和高强度等性能。公开号为CN106317722A和CN103881289A的专利中公布了目前市场上常用的几种3D打印支撑材料，分别为水溶性聚乙烯醇(PVA)和酸溶性聚甲醛(POM)。目前，有关3D打印应用材料的专利文献报道较少，绝大部分研究关注了材料的复合改性，应用偏向于传统领域，在新兴的智能制造(如3D打印)领域极少有创造性的应用。酸溶性支撑材料后期处理所使用的酸性溶液会对器皿、设备、打印主体部分(例如聚乳酸打印制品，在强酸性溶液中易于水解)造成一些不良影响。

发明内容

本发明的目的就是为了开发改性聚酰胺复合材料的新应用，同时丰富3D打印材料的种类，扩大材料的应用领域。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于3D打印的改性聚酰胺复合材料，其组分及重量份数为：聚酰胺5665-80、增塑剂4-10、抗氧剂0.1-3、玻璃纤维8-15、补强剂4-10。

所述的聚酰胺56为生物基聚酰胺56，其包含符合ASTM D6866标准的可再生来源的有机碳。

所述的生物基聚酰胺56切片的96wt％硫酸相对粘度为2.2～3.8。

聚酰胺56相对粘度通过乌氏粘度计浓硫酸法进行测定，其步骤如下：准确称量干燥后的聚酰胺56样品0.25±0.0002g，加入50mL浓硫酸(96wt％)溶解，在25℃恒温水浴槽中测量并记录浓硫酸的流经时间t₀和聚酰胺56样品溶液的流经时间t。

相对粘度计算公式为：相对粘度VN＝t/t₀；

t—溶液流经时间；