[发明专利]一种可3D打印的软质PVC材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于3D打印耗材技术领域，具体涉及一种可3D打印的软质PVC材料及其制备方法

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。

日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等)加热熔化进而堆积成型方法，简称FDM。FDM同其它成型技术相比有其固有的优缺点。优点：成型精度高、打印模型硬度好、多种颜色。缺点：成型物体表面粗糙。FDM较传统制作方法有其独特的优势。首先，可制造较为精细的机械零部件。其次，量产的打印物品可在一定程度上降低生产成本。受价格越来越低、打印成本越来越低、操作越来越简单等因素，基于FDM成型技术的3D打印机越来越被消费者所接受。目前，3D打印技术应用领域较多，医疗、建筑、运输、航天、考古、教育以及工业制造等领域都有涉及。

根据FDM成型技术理论，几乎所有可以熔融加工的聚合材料都可以用FDM成型，FDM成型技术的线材有很多，例如：ABS、PLA、尼龙、PC，PS，HIPS，K胶，PEEK等包含从通用塑料到工程塑料都可以用FDM打印，但是通用塑料中综合性能较好的软质聚氯乙烯(PVC)材料一直没有用于3D打印，其原因在于①软质PVC虽然加工稳定性要比硬质PVC好很多，但是仍旧不足以长时间的应用；②其表面硬度以及制成的线材弯曲刚度不够，FDM打印机的进料齿轮产生的压力容易使得软质PVC线材被压扁或缠结到齿轮上而无法进料打印；③高分子量的PVC加增塑剂制成的软质PVC流动性仍然较差，造成出料困难。

发明内容

为解决软质PVC难以3D打印的问题，本发明提供一种可3D打印的软质PVC材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种可3D打印的软质PVC材料，其特征在于所述PVC材料由PVC树脂，热稳定剂，辅助热稳定剂，内润滑剂，外润滑剂，加工助剂，共混改性聚合物，无机填料，增塑剂组成。

进一步，所述PVC树脂聚合度在1300-2500。

进一步，所述热稳定剂为甲基硫醇锡，丁基硫醇锡，双丁基二氯化锡，双丁基氧化锡，二月桂酸二丁基锡，月桂酸马来酸二丁基锡，马来酸二丁基锡，辛基硫醇锡，辛基氧化锡，二月桂酸二辛基锡，马来酸二辛基锡，复合钙锌稳定剂，稀土稳定剂等其中一种或几种的混合物。

进一步，所述辅助热稳定剂为环氧大豆油，β-二酮，水滑石，硬脂酸盐，亚磷酸酯，硫醇酯中的一种或几种混合物。

进一步，所述加工助剂为甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯共聚物，甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物，丙烯腈/苯乙烯共聚物等中的一种或几种混合物。

进一步，所述共混改性聚合物为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，乙烯-醋酸乙烯-羰基共聚物(EMA)，乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)，聚烯烃弹性体(POE)，丁苯橡胶，聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-MAH)，聚氨酯(TPU)等聚合物中的一种或几种共混物。

进一步，所述填料为滑石粉，云母粉，鳞片石墨，石墨烯，蒙脱土，高岭土等其中一种或几种混合物。