[发明专利]一种适用于熔融沉积的高遮光聚碳酸酯丝材及其制备方法

说明书

本发明属于增材制造相关技术领域，其公开了一种适用于熔融沉积的高遮光聚碳酸酯丝材及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将聚碳酸酯粉末、钛白粉、流动助剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂及紫外线吸收剂按照预定的质量百分比进行球磨以得到混合粉末；(2)将所述混合粉末加热至熔融状态，以制备成高遮光聚碳酸酯丝材。本发明还涉及采用如上所述的适用于熔融沉积的高遮光聚碳酸酯丝材的制备方法制备的高遮光聚碳酸酯丝材。上述的制备方法的制作工艺简单，灵活性较好，制备得到的高遮光聚碳酸酯丝材的韧性、抗冲击性能较高。

技术领域

本发明属于增材制造相关技术领域，更具体地，涉及一种适用于熔融沉积的高遮光聚碳酸酯丝材及其制备方法。

背景技术

熔融沉积(Fusion Deposition Modeling，FDM)是一种增材制造技术，它通过计算机辅助设计，基于逐层叠加原理，将丝材通过喷头加热融化后从喷头以一定的压力挤喷出来成形三维实体零件。FDM技术相对传统工艺，具有不需要模具、制备周期短和工艺过程进一步简化、原材料利用率高、以及不受制件复杂结构的制约等优点，具有极为广泛的应用前景。聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，无色透明，具有很好的抗冲击性能和耐蠕变性，抗拉、抗弯强度较高，收缩率低并有较高的伸长率和刚性，吸水性低，在普通使用温度范围内都有良好的机械性能，是一种广泛使用的FDM材料。

高遮光PC材料是一种以PC树脂为基材，通过添加一定比例的遮光粉助剂来反射光源的复合材料，其最大特点是：遮光、不透光、颜色为瓷白色。由于高遮光PC材料无色透明，故高遮光PC材料常用于光碟、插座、防弹玻璃、护目镜、银行防弹玻璃、车头灯、航空运输和电子设备安装等。传统制备高遮光PC材料制件采用粒料，通过模具模压成形，该方法成形周期长，工艺繁琐复杂，抗冲击性能较低，成本较高。此外，现阶段普遍采用填充大量的钛白粉来实现PC材料的遮光，添加量超过18％，但是钛白粉添加量的增多使材料的韧性、刚性等性能都急剧下降，无法满足一些对韧性要求高的特殊零件的要求，且单纯对钛白粉进行改性以及添加一些助剂也难以满足FDM技术对丝材的韧性、熔融温度、粘度、机械性能等的要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于熔融沉积的高遮光聚碳酸酯丝材及其制备方法，基于现有高遮光PC材料的特点，针对适用于熔融沉积的高遮光聚碳酸酯丝材及其制备方法进行了研究及设计。所述的高遮光聚碳酸酯丝材及其制备方法的制作工艺简单，降低了成本，同时通过降低钛白粉含量、加入流动助剂，有利于丝材的FDM成形过程，有效提高了高遮光聚碳酸酯丝材在熔融沉积中的成型精度、综合力学性能和抗冲击性能等，降低了制件的脆性，极大地提高了高遮光聚碳酸酯丝材在FDM技术上的适用性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适用于熔融沉积的高遮光聚碳酸酯丝材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将聚碳酸酯粉末、钛白粉、流动助剂、增韧剂、润滑剂、抗氧化剂及紫外线吸收剂按照预定的质量百分比进行球磨以得到混合粉末，其中，

所述钛白粉的质量百分比为9％～13％；

所述聚碳酸酯粉末的质量百分比为49％～78％；

所述流动助剂的质量百分比为10％～18％；

所述增韧剂的质量百分比为2％～13％；

所述润滑剂的质量百分比为0.1％～1.0％；

所述抗氧化剂的质量百分比为0.5％～3.0％；

所述紫外线吸收剂的质量百分比为0.5％～3.0％；

上述各组分的质量百分比之和为100％，并且所述流动助剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或者几种的组合；