[发明专利]一种高韧性耐疲劳3D打印聚丙烯材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印材料，更确切地说，是一种高韧性耐疲劳3D打印聚丙烯材料。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状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技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

聚丙烯是一种使用较为广泛的塑料，以聚丙烯为主要原料的3D材料也为数众多。但是目前普遍使用的3D打印用聚丙烯材料会因为高温熔化逐层打印而韧性不佳，抗疲劳性能也不够理想。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种高韧性耐疲劳3D打印聚丙烯材料。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种高韧性耐疲劳3D打印聚丙烯材料，由如下重量份的原料组成：聚丙烯250-280份，聚氨酯30-50份，亚磷酸三甲酯10-20份，纳米氮化硼5-15份，石墨5-10份；

所述高韧性耐疲劳3D打印聚丙烯材料的制备方法：

首先，将聚丙烯、聚氨酯、亚磷酸三甲酯加入高速混料机，混料机内胆内温度控制在165-175℃，以1200-1500rpm的速度高速混合20-30分钟，然后向高速混料机中加入纳米氮化硼和石墨，继续混合10-15分钟后出料；

然后，将所得混合料加入挤出机，挤出料冷却后剪切得挤出颗粒料；

最后，将所得的颗粒料加入粉碎机粉碎成粉剂，所得粉剂过400目筛后即得。

作为本发明较佳的实施例，所述材料由如下重量份的原料组成：聚丙烯260份，聚氨酯35份，亚磷酸三甲酯12份，纳米氮化硼13份，石墨9份。

作为本发明较佳的实施例，所述的纳米氮化硼的颗粒尺寸为60-80纳米。

本发明的高韧性耐疲劳3D打印聚丙烯材料相关组分的作用。

聚氨酯：聚氨酯的添加可以增加聚丙烯材料3D打印时的流动性，发明人通过实验发现添加了聚氨酯的材料与未添加聚氨酯的材料相比在熔融状态下更易流动，这有利于提高材料的打印速度，同时也降低了聚丙烯材料的整体粘度，打印材料与打印机喷头之间不易粘连，也延长了打印设备的使用寿命。

亚磷酸三甲酯：添加了亚磷酸三甲酯的打印材料在进行3D打印的过程中层与层之间熔接性更好。发明人通过实验发现添加了亚磷酸三甲酯的聚丙烯材料比没有添加亚磷酸三甲酯的聚丙烯材料在打印的时候具有更好的熔接性，这样打印成型后的材料整体性更好，也有利于提高材料的整体强度。

纳米氮化硼：纳米氮化硼的添加可以有效提高聚丙烯材料的韧性。发明人通过实验发现添加了纳米氮化硼的聚丙烯打印材料比没有添加的材料韧性更佳，具有更高的拉伸强度和断裂伸长率。

石墨：石墨在本发明的聚丙烯材料中起到是提高材料耐疲劳性的作用。发明人通过实验发现添加了石墨的聚丙烯材料比没有添加石墨的聚丙烯材料具有更强的耐疲劳性，在相同的周期性外力作用下添加了石墨的聚丙烯材料更加不易断裂，用该聚丙烯材料打印出来的成品耐疲劳性也更好。

本发明的高韧性耐疲劳3D打印聚丙烯材料采用较为普通的原材料制成，成品的价格较进口材料具有较大优势。本发明的3D打印聚丙烯材料打印的过程中流动性较好，有利于提高材料的打印速度，同时在打印的时候材料不易与打印设备粘连，有利于延长打印设备的使用寿命。使用本发明的3D打印聚丙烯材料打印出来的成品具有更强的韧性和更好的抗疲劳性。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

[实施例1]

按重量份取聚丙烯250份，聚氨酯30份，亚磷酸三甲酯10份，纳米氮化硼5份，石墨5份。

首先，将聚丙烯、聚氨酯、亚磷酸三甲酯加入高速混料机，混料机内胆内温度控制在165℃，以1200rpm的速度高速混合20分钟，然后向高速混料机中加入纳米氮化硼和石墨，继续混合10分钟后出料；

然后，将所得混合料加入挤出机，挤出料冷却后剪切得挤出颗粒料；