CN107446339A - 一种适用于3d打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法，由以下组分及质量百分比含量的原料制备得到:聚丙烯10‑30份，热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU 20‑40份，矿物油0‑50份，抗氧剂0‑3份，偶联剂 ST‑5 0‑3份，上述原料经高速捏合机混合后，利用单螺杆挤出机挤出拉丝即可。与现有技术相比，本发明制备得到的材料具有低硬度、高韧性等优异的力学性能，还改善了材料的耐候性、耐热性，同时在打印流畅性和材料层间粘结性上也表现优秀。

Description

一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，适用于3D打印的材料，尤其是涉及一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法。
背景技术
3D打印技术，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用金属或塑料等可粘合材料，通过切片，逐层打印的方式来构造物体的技术。已在模具设计，工业机械零件制造，汽车，航空，医学医药等领域得到广泛发展。3D打印技术主要包括立体光固化，激光烧结法，熔融层积法等，其中熔融层积式打印技术（FDM）是极为重要的一种，其应用范围也极为广泛。
熔融沉积式打印技术（FDM）的主要原理是在略高于打印材料的熔点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，一层层堆积成成品。目前熔融层积式打印技术（FDM）用到的打印材料主要为ABS，尼龙，聚乳酸（PLA）等。
目前3D打印中所使用的耗材，基本都是硬质耗材，而工业和生活中是需要很多柔性材料，比如轮胎模型，是ABS，PLA这些硬质材料无法满足要求的。为此开发出高柔高弹性的耗材将大大提升3D打印的适用范围，比如可以打印出衣服、鞋子、成人用品、电子产品、汽车配件、母婴用品、服饰配饰、按摩器材、运动用品、卫浴用品、包装容器、医疗器材、薄膜外壳、手柄包胶、餐具、儿童玩具等。
发明内容
本发明的目的就是为了弥补目前3D打印耗材市场的需求缺口，而提供一种具有低硬度、高韧性，同时具有良好3D打印效果的适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种适用于3D打印的柔性材料由以下组分及质量百分比含量的原料制备得到:聚丙烯10-30份，热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU 20-40份，矿物油0-50份，抗氧剂0-3份，偶联剂 ST-5 0-3份。
所述柔性材料的熔融指数为5-20g/10min。
所述柔性材料的邵氏硬度（A）为30-90。
所述的聚丙烯为大庆石化T30S，大连石化Z69S，大连西太Z30S中的一种或几种。
所述的塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU 为美国路博润的TPU 58863,TPU 58810中的一种或几种。
所述的矿物油为白油。
所述的抗氧剂为1024，DSTP，3114。
所述的偶联剂为ST-5
一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料的制备方法采用以下步骤：
（1）按照以下组分及质量百分含量配料:聚丙烯10-30份，热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU20-40份，矿物油0-50份，抗氧剂0-3份，偶联剂 ST-5 0-3份；
（2）将上述组分置于在高速捏合机中混合1-10分钟，得到预混物；
（3）将预混物置于双螺杆挤出机中进行挤出拉丝，即得到一种适用于3D打印的柔性材料。
所述的双螺杆挤出机温度依次设定为:190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，模头温度190-230℃，螺杆长径比大于32，螺杆旋转速度为150-180r/min，喂料速度为10-15r/min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明开发了一种适用于FDM3D打印技术的柔性材料，该材料具有低硬度、高韧性，并且打印制品具有优异的表面质感，拓宽了3D打印材料领域；
2、本发明的适用于3D打印的柔性材料采用了热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU ，因此，不仅具有耐压缩变形性和优异的力学性能，同时还改善了材料的耐候性、耐热性；
3、本发明的适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料在打印流畅性和材料层间粘结性上也表现优秀；
4、本发明的适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料的制备方法具有过程简单、操作方便、易于工业化生产的特点。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料的制备方法，采用以下步骤：
（1）23份（重量比，下同）的聚丙烯，20份热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU ，50份矿物油，2份抗氧剂，2份偶联剂；
（2）按（1）中配比称取各物质，在高速捏合机中混合1-10分钟，得到预混物；
（3）将（2）所得预混物置于双螺杆挤出机中进行挤出拉丝，双螺杆挤出机温度依次设定为:190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，模头温度190-230℃，螺杆长径比大于32，螺杆旋转速度为150-180r/min，喂料速度为10-15r/min；
所得材料邵氏硬度（A）为30，扯断拉伸强度为2MPa，极限伸长率为300%，具有良好的3D打印流畅性和层间粘结性。
实施例2
适用于3D打印的改性聚丙烯复合材料的制备方法，采用以下步骤：
（1）15份（重量比，下同）的聚丙烯，30份热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU，13份聚苯乙烯，40份矿物油，2份抗氧剂，2份偶联剂；
（2）按（1）中配比称取各物质，在高速捏合机中混合1-10分钟，得到预混物；
（3）将（2）所得预混物置于双螺杆挤出机中进行挤出拉丝，双螺杆挤出机温度依次设定为:190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，模头温度190-230℃，螺杆长径比大于32，螺杆旋转速度为150-180r/min，喂料速度为10-15r/min。
所得材料邵氏硬度（A）为50，扯断拉伸强度为6.0MPa，极限伸长率为300%，具有良好的3D打印流畅性和层间粘结性。
实施例3
适用于3D打印的改性聚丙烯复合材料的制备方法，采用以下步骤：
（1）18份（重量比，下同）的聚丙烯，30份热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU，35份矿物油，2抗氧剂，2份偶联剂；
（2）按（1）中配比称取各物质，在高速捏合机中混合1-10分钟，得到预混物；
（3）将（2）所得预混物置于双螺杆挤出机中进行挤出拉丝，双螺杆挤出机温度依次设定为:190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，模头温度190-230℃，螺杆长径比大于32，螺杆旋转速度为150-180r/min，喂料速度为10-15r/min。
所得材料邵氏硬度（A）为70，扯断拉伸强度为8.2MPa，极限伸长率为300%，具有良好的3D打印流畅性和层间粘结性。

Claims (9)

1.一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法，由以下组分及质量百分比含量的原料制备得到:聚丙烯10-30份，热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU 20-40份，矿物油0-50份，抗氧剂0-3份，偶联剂 ST-5 0-3份。
2.根据权利要求1所述的一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法，其特征在于，所述柔性材料的熔融指数为5-20g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法，其特征在于，所述柔性材料的邵氏硬度（A）为30-90。
4.根据权利要求1所述的一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法，其特征在于，所述的聚丙烯为大庆石化T30S，大连石化Z69S，大连西太Z30S中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法，其特征在于，所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU 为美国路博润的TPU 58863,TPU 58810中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法，其特征在于，所述的矿物油为白油。
7.根据权利要求1所述的一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法，其特征在于，所述的抗氧剂为1024，DSTP，3114中的一种或几种。
8.如权利要求1-7中任一项所述的一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤:
（1）按照以下组分及质量百分含量配料: 聚丙烯10-30份，热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU 20-40份，矿物油0-50份，抗氧剂0-3份，偶联剂 ST-5 0-3份；
（2）将上述组分置于在高速捏合机中混合1-10分钟，得到预混物；
（3）将预混物置于双螺杆挤出机中进行挤出拉丝，即得到一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料。
9.根据权利要求7中所述的制备一种适用于3D打印胸腹固定带的柔性材料及其制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机温度依次设定为:190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，190-230℃，模头温度190-230℃，螺杆长径比大于32，螺杆旋转速度为150-180r/min，喂料速度为10-15r/min。
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