CN113372647A - 一种具有高精度fdm打印性能的聚丙烯复合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物及其制备方法；所述聚丙烯复合物由以下质量份的组分组成：纤维级均聚聚丙烯42.5‑48.3，高熔体强度聚丙烯10‑30，嵌段共聚聚丙烯4‑12，交联高密度聚乙烯5‑9，β成核剂0.1‑0.3，短切碳纤维2‑6，碳化硅10‑20，主抗氧剂0.1‑0.3，助抗氧剂0.1‑0.3。所述制备方法为：将纤维级均聚聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、交联高密度聚乙烯、β成核剂、短切碳纤维、碳化硅、主抗氧剂和助抗氧剂预混合，再用平行同向双螺杆挤出机混炼造粒，得到所述聚丙烯复合物。本发明的聚丙烯复合物具有优异的力学性能，可用于FDM打印，而且打印的样品具有更高精度。

Description

一种具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是一种力学性能和成型加工性能优异的热塑性塑料。
由于其原料来源丰富，用途广泛，近年来得到了高速发展。
尽管如此，聚丙烯在迅速发展的增材制造(3D打印)领域的应用却遇到了瓶颈。其主要原因是：
(1)聚丙烯属于半结晶聚合物，其结晶形态以α晶型为主，呈球形结晶形态，结晶尺寸大，结晶速率慢，在增材制造尤其是熔融沉积打印(FDM)过程中，结晶不能在短期内完成，在产品中会逐渐集聚内应力，从而发生翘曲变形，影响打印精度。
(2)聚丙烯的熔体强度不高，在熔融沉积打印(FDM)时层间熔接不稳定，不易定型。
(3)聚丙烯的导热性能不佳，普通聚丙烯树脂的导热系数在0.22W/(m*K)左右。在熔融沉积打印(FDM)时会因导热问题引起打印部位温度梯度较大，进而影响熔体固化和聚丙烯结晶。
即使采取必要的控温手段，精度控制难度也较大。况且，采用更为复杂的控温措施势必会增加打印设备的制造成本，也可能会增加操作难度。
为此，为了使聚丙烯材料适应熔融沉积打印(FDM)工艺，有必要从调整聚丙烯的结晶性能，提高其熔体强度和改善其导热性能等三个方面入手，采取综合措施，才能获得加工性能优良，打印精度更高的聚丙烯材料。
申请号为201710030900.4的中国专利，公开了一种可3D打印的聚丙烯复合材料及制备方法。这种复合材料具有高韧性和低收缩，是一种很好的3D打印材料。但是，其复合材料加入了大量无机填料，可能在打印过程中造成喷嘴堵塞。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物及其制备方法。
本发明聚丙烯复合物及其制备方法，采用普通聚丙烯树脂，添加一定比例的高熔体强度聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、交联高密度聚乙烯以及聚丙烯β晶型成核剂，既改善了普通聚丙烯的熔体强度，又调节了聚丙烯的结晶性能，同时通过添加一定比例的短切碳纤维和高导热碳化硅材料，进一步提高聚丙烯的导热性能，进而获得了力学性能优异，熔融沉积打印性能良好，打印精度更高的聚丙烯复合物。
本发明通过下述技术方案实现：
一种聚丙烯复合物，由以下质量份的组分组成：
纤维级均聚聚丙烯42.5～48.3
高熔体强度聚丙烯10～30
嵌段共聚聚丙烯4～12
交联高密度聚乙烯5～9
β成核剂0.1～0.3
短切碳纤维2～6
碳化硅10～20
主抗氧剂0.1～0.3
助抗氧剂0.1～0.3
所述纤维级均聚聚丙烯的熔体流动速率(230℃,2.16kg)为15～40g/10min。更优选洛阳石化的纤维级聚丙烯PPH-M18，其熔体流动速率(230℃,2.16kg)在18g/10min左右。
所述高熔体强度聚丙烯的熔体流动速率(230℃,2.16kg)为0.2～3g/10min。更优选镇海石化HMS 20Z，其熔体流动速率(230℃,2.16kg)在2.2g/10min左右。
所述嵌段共聚聚丙烯的熔体流动速率(230℃,2.16kg)为2～30g/10min，橡胶相含量15～30质量％。更优选燕山石化K9820H，其熔体流动速率(230℃,2.16kg)在19g/10min左右，橡胶相含量24质量％左右。
所述交联高密度聚乙烯为燕山石化生产的高密度聚乙烯5000S添加0.2质量％的过氧化二叔丁基经双螺杆挤出机反应挤出造粒而成，二甲苯抽提测试其凝胶含量70±3质量％。
所述β成核剂为己内酰胺-四氢呋喃共聚物，其中己内酰胺含量为50±3质量％，熔融温度范围在200～208℃之间。
所述短切碳纤维为碳含量≥93％、密度≥1.76g/cm3、0.3～0.7mm规格的短切碳纤维丝束。
所述碳化硅的碳化硅粒径尺寸700～900纳米，体积密度0.12～0.18g/cm3。
所述主抗氧剂为抗氧剂1010(化学名为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)。
所述助抗氧剂为抗氧剂168(化学名为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)。
本发明聚丙烯复合材料的制备方法如下：
(1)混合：将纤维级均聚聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、交联高密度聚乙烯、β成核剂、碳化硅、主抗氧剂和助抗氧剂依次加入高速混合机进行预混合，混合温度为20～40℃，转速为200～500转/分钟，混合时间为3～5分钟，得到聚丙烯复合物的预混物。
(2)双螺杆挤出造粒：将上述聚丙烯复合物的预混物用长径比为40:1、螺杆直径35mm的平行同向双螺杆挤出机挤出造粒，其中短切碳纤维由侧喂料机加入。喂料机转速10～50转/分钟，螺杆转速100～300转/分钟，侧喂料机转速根据配方配比进行匹配校正并实时调节，挤出机各段温度160～200℃，得到所述聚丙烯复合物。
本发明聚丙烯复合物应用于FDM打印，可打印精度更高的聚丙烯复合物样品。
本发明原理为：本发明采用纤维级均聚聚丙烯为基础树脂，添加高熔体强度聚丙烯以改善普通聚丙烯的熔体强度，可增强FDM打印时的层间熔接。添加嵌段共聚聚丙烯和交联高密度聚乙烯，即可改善复合材料的韧性，又可进一步提高体系的熔体强度，有利于打印过程的层间熔接。其中，嵌段共聚聚丙烯在聚丙烯和交联高密度聚乙烯之间起到增容剂的作用，有利于交联高密度聚乙烯的分散，进而发挥其增强熔体强度的功效。通过加入聚丙烯β晶型成核剂来调节聚丙烯的结晶性能，降低FDM打印过程中由于结晶不能在短期内完成而逐渐集聚的内应力，从而减少翘曲变形，增加打印精度。而且，聚丙烯形成β晶型有利于改善复合材料的韧性。此外，为了进一步提高打印精度，采用添加短切碳纤维和高导热碳化硅材料的方法，来提高聚丙烯的导热性能，降低打印部位的温度梯度，有利于打印精度的控制。同时，填料的加入还能提高力学性能。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
(1)利用高熔体强度聚丙烯和交联高密度聚乙烯来增强普通聚丙烯的熔体强度，使FDM打印时层间熔接更稳定，更易定型。
(2)利用聚丙烯β成核剂来提高结晶速度，缩短结晶时间来降低内应力，从而减少翘曲变形，同时又有利于改善聚丙烯的韧性。
(3)利用短切碳纤维和碳化硅来增强复合物的导热性能，降低打印部位的温度梯度，从而提高打印精度。
(4)碳纤维的加入还增强了力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
本发明的实施例中，均聚聚丙烯树脂选用洛阳石化的纤维级聚丙烯PPH-M18，其熔体流动速率(230℃,2.16kg)在18g/10min左右；高熔体强度聚丙烯选用镇海石化HMS 20Z，其熔体流动速率(230℃,2.16kg)在2.2g/10min左右；嵌段共聚聚丙烯选用燕山石化K9820H，其熔体流动速率(230℃,2.16kg)在19g/10min左右，橡胶相含量24质量％左右；交联高密度聚乙烯为燕山石化生产的高密度聚乙烯5000S添加0.2质量％的过氧化二叔丁基经双螺杆挤出机反应挤出造粒而成，二甲苯抽提测试其凝胶含量70±3质量％；β成核剂选用河北旭阳集团生产的己内酰胺-四氢呋喃共聚物，其中己内酰胺含量为50±3质量％，熔融温度范围在200～208℃之间；短切碳纤维选用上海力硕复合材料科技有限公司生产的LSCF0.3-0.7-s规格的短切碳纤维，碳含量≥93％、密度≥1.76g/cm3、长度0.3～0.7mm；碳化硅选用上海巷田纳米材料有限公司生产的800nm左右的碳化硅；抗氧剂1010和抗氧剂168均为德国巴斯夫公司生产。
实施例1
按照以下配比称取各原料：纤维级均聚聚丙烯为42.5质量份，高熔体强度聚丙烯为10质量份，交联高密度聚乙烯为9质量份，嵌段共聚聚丙烯为12质量份，β成核剂为0.1质量份，短切碳纤维为6质量份，碳化硅为20质量份，主抗氧剂0.1质量份，助抗氧剂0.3质量份。将纤维级均聚聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、交联高密度聚乙烯、嵌段共聚聚丙烯、β成核剂、碳化硅、主抗氧剂和助抗氧剂依次加入高速混合机进行预混合，混合温度为25℃，转速为300转/分钟，混合时间为5分钟，得到聚丙烯复合物的预混物。然后，将此预混合好的物料从喂料机加入同向平行双螺杆挤出机(螺杆直径35mm，长径比40:1)，其中短切碳纤维由侧喂料机加入，熔融挤出造粒，工艺条件设定为：螺杆转速200转/分钟，喂料机转速30转/分钟，侧喂料机转速根据配方配比进行匹配校正并实时调节，挤出机各段温度160-200℃。即得到聚丙烯复合材料。
将干燥的聚丙烯复合材料通过单螺杆挤出机(螺杆直径45mm，长径比28：1)制备直径1.75mm的线材。然后将线材通过FDM 3D打印机打印10×10×3mm的长方体样片，打印温度为250℃。测试所得聚丙烯FDM打印样品在各方向上的打印精度，测试结果见表1。
实施例2
按照以下配比称取各原料：纤维级均聚聚丙烯为45.4质量份，高熔体强度聚丙烯为20质量份，交联高密度聚乙烯为7质量份，嵌段共聚聚丙烯为8质量份，β成核剂为0.2质量份，短切碳纤维为4质量份，碳化硅为15质量份，主抗氧剂0.2质量份，助抗氧剂0.2质量份。将纤维级均聚聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、交联高密度聚乙烯、嵌段共聚聚丙烯、β成核剂、碳化硅、主抗氧剂和助抗氧剂依次加入高速混合机进行预混合，混合温度为30℃，转速为500转/分钟，混合时间为3分钟，得到聚丙烯复合物的预混物。然后，将此预混合好的物料从喂料机加入同向平行双螺杆挤出机(螺杆直径35mm，长径比40:1)，其中短切碳纤维由侧喂料机加入，熔融挤出造粒，工艺条件设定为：螺杆转速300转/分钟，喂料机转速50转/分钟，侧喂料机转速根据配方配比进行匹配校正并实时调节，挤出机各段温度160-200℃。即得到聚丙烯复合材料。
将干燥的聚丙烯复合材料通过单螺杆挤出机(螺杆直径45mm，长径比28：1)制备直径1.75mm的线材。然后将线材通过FDM 3D打印机打印10×10×3mm的长方体样片，打印温度为250℃。测试所得聚丙烯FDM打印样品在各方向上的打印精度，测试结果见表1。
实施例3
按照以下配比称取各原料：纤维级均聚聚丙烯为48.3质量份，高熔体强度聚丙烯为30质量份，交联高密度聚乙烯为5质量份，嵌段共聚聚丙烯为4质量份，β成核剂为0.3质量份，短切碳纤维为2质量份，碳化硅为10质量份，主抗氧剂0.3质量份，助抗氧剂0.1质量份。将纤维级均聚聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、交联高密度聚乙烯、嵌段共聚聚丙烯、β成核剂、碳化硅、主抗氧剂和助抗氧剂依次加入高速混合机进行预混合，混合温度为40℃，转速为400转/分钟，混合时间为5分钟，得到聚丙烯复合物的预混物。然后，将此预混合好的物料从喂料机加入同向平行双螺杆挤出机(螺杆直径35mm，长径比40:1)，其中短切碳纤维由侧喂料机加入，熔融挤出造粒，工艺条件设定为：螺杆转速100转/分钟，喂料机转速10转/分钟，侧喂料机转速根据配方配比进行匹配校正并实时调节，挤出机各段温度160-200℃。即得到聚丙烯复合材料。
将干燥的聚丙烯复合材料通过单螺杆挤出机(螺杆直径45mm，长径比28：1)制备直径1.75mm的线材。然后将线材通过FDM 3D打印机打印10×10×3mm的长方体样片，打印温度为250℃。测试所得聚丙烯FDM打印样品在各方向上的打印精度，测试结果见表1。
实施例4
按照以下配比称取各原料：纤维级均聚聚丙烯为44.3质量份，高熔体强度聚丙烯为25质量份，交联高密度聚乙烯为8质量份，嵌段共聚聚丙烯为10质量份，β成核剂为0.2质量份，短切碳纤维为5质量份，碳化硅为17质量份，主抗氧剂0.2质量份，助抗氧剂0.3质量份。将纤维级均聚聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、交联高密度聚乙烯、嵌段共聚聚丙烯、β成核剂、碳化硅、主抗氧剂和助抗氧剂依次加入高速混合机进行预混合，混合温度为30℃，转速为300转/分钟，混合时间为4分钟，得到聚丙烯复合物的预混物。然后，将此预混合好的物料从喂料机加入同向平行双螺杆挤出机(螺杆直径35mm，长径比40:1)，其中短切碳纤维由侧喂料机加入，熔融挤出造粒，工艺条件设定为：螺杆转速250转/分钟，喂料机转速20转/分钟，侧喂料机转速根据配方配比进行匹配校正并实时调节，挤出机各段温度160-200℃。即得到聚丙烯复合材料。
将干燥的聚丙烯复合材料通过单螺杆挤出机(螺杆直径45mm，长径比28：1)制备直径1.75mm的线材。然后将线材通过FDM 3D打印机打印10×10×3mm的长方体样片，打印温度为250℃。测试所得聚丙烯FDM打印样品在各方向上的打印精度，测试结果见表1。
对比例1
按照以下配比称取各原料：纤维级均聚聚丙烯为99.5质量份，主抗氧剂为0.2质量份，助抗氧剂为0.3质量份。将纤维级均聚聚丙烯、主抗氧剂和助抗氧剂进行预混合，混合温度为25℃，转速为300转/分钟，混合时间为4分钟。然后，将此预混合好的物料从喂料机加入同向平行双螺杆挤出机(螺杆直径35mm，长径比40：1)，熔融挤出造粒，工艺条件设定为：螺杆转速200转/分钟，喂料机转速30转/分钟，挤出机各段温度160～200℃。即得到聚丙烯复合材料。
将干燥的聚丙烯复合材料通过单螺杆挤出机(螺杆直径45mm，长径比28：1)制备直径1.75mm的线材。然后将线材通过FDM 3D打印机打印10×10×3mm的长方体样片，打印温度为250℃。测试所得聚丙烯FDM打印样品在各方向上的打印精度，测试结果见表1。
对比例2
按照以下配比称取各原料：高熔体强度聚丙烯为25质量份，交联高密度聚乙烯为99.5质量份，主抗氧剂0.2质量份，助抗氧剂0.3质量份。将高熔体强度聚丙烯、主抗氧剂和助抗氧剂依次加入高速混合机进行预混合，混合温度为25℃，转速为300转/分钟，混合时间为4分钟，得到聚丙烯复合物的预混物。然后，将此预混合好的物料从喂料机加入同向平行双螺杆挤出机(螺杆直径35mm，长径比40:1)，熔融挤出造粒，工艺条件设定为：螺杆转速200转/分钟，喂料机转速30转/分钟，挤出机各段温度160～200℃。即得到聚丙烯复合材料。
将干燥的聚丙烯复合材料通过单螺杆挤出机(螺杆直径45mm，长径比28：1)制备直径1.75mm的线材。然后将线材通过FDM 3D打印机打印10×10×3mm的长方体样片，打印温度为250℃。测试所得聚丙烯FDM打印样品在各方向上的打印精度，测试结果见表1。
对比例3
按照以下配比称取各原料：纤维级均聚聚丙烯为56.5质量份，高熔体强度聚丙烯为25质量份，交联高密度聚乙烯为8质量份，嵌段共聚聚丙烯为10质量份，主抗氧剂0.2质量份，助抗氧剂0.3质量份。将纤维级均聚聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、交联高密度聚乙烯、嵌段共聚聚丙烯、主抗氧剂和助抗氧剂依次加入高速混合机进行预混合，混合温度为25℃，转速为300转/分钟，混合时间为4分钟，得到聚丙烯复合物的预混物。然后，将此预混合好的物料从喂料机加入同向平行双螺杆挤出机(螺杆直径35mm，长径比40:1)，熔融挤出造粒，工艺条件设定为：螺杆转速200转/分钟，喂料机转速30转/分钟，挤出机各段温度160～200℃。即得到聚丙烯复合材料。
将干燥的聚丙烯复合材料通过单螺杆挤出机(螺杆直径45mm，长径比28：1)制备直径1.75mm的线材。然后将线材通过FDM 3D打印机打印10×10×3mm的长方体样片，打印温度为250℃。测试所得聚丙烯FDM打印样品在各方向上的打印精度，测试结果见表1。
对比例4
按照以下配比称取各原料：纤维级均聚聚丙烯为56.3质量份，高熔体强度聚丙烯为25质量份，交联高密度聚乙烯为8质量份，嵌段共聚聚丙烯为10质量份，β成核剂为0.2质量份，主抗氧剂0.2质量份，助抗氧剂0.3质量份。将纤维级均聚聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、交联高密度聚乙烯、嵌段共聚聚丙烯、β成核剂、主抗氧剂和助抗氧剂依次加入高速混合机进行预混合，混合温度为25℃，转速为300转/分钟，混合时间为4分钟，得到聚丙烯复合物的预混物。然后，将此预混合好的物料从喂料机加入同向平行双螺杆挤出机(螺杆直径35mm，长径比40:1)，熔融挤出造粒，工艺条件设定为：螺杆转速200转/分钟，喂料机转速30转/分钟，挤出机各段温度160～200℃。即得到聚丙烯复合材料。
将干燥的聚丙烯复合材料通过单螺杆挤出机(螺杆直径45mm，长径比28：1)制备直径1.75mm的线材。然后将线材通过FDM 3D打印机打印10×10×3mm的长方体样片，打印温度为250℃。测试所得聚丙烯FDM打印样品在各方向上的打印精度，测试结果见表1。
表1实施例和对比例所得复合材料的力学性能和FDM打印精度
Figure BDA0003065643950000121
本发明的聚丙烯复合物具有优异的力学性能，可用于FDM打印，而且打印的样品具有更高精度。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物，其特征在于由以下质量份的组分组成：
纤维级均聚聚丙烯42.5～48.3
高熔体强度聚丙烯10～30
嵌段共聚聚丙烯4～12
交联高密度聚乙烯5～9
β成核剂0.1～0.3
短切碳纤维2～6
碳化硅10～20
主抗氧剂0.1～0.3
助抗氧剂0.1～0.3。
2.根据权利要求1所述具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物，其特征在于：
所述纤维级均聚聚丙烯的熔体流动速率为15～40g/10min。
3.根据权利要求2所述具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物，其特征在于：
所述高熔体强度聚丙烯的熔体流动速率为0.2～3g/10min。
4.根据权利要求3所述具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物，其特征在于：
所述嵌段共聚聚丙烯的熔体流动速率为2～30g/10min，橡胶相含量15～30质量％。
5.根据权利要求4所述具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物，其特征在于：
所述交联高密度聚乙烯为高密度聚乙烯添加过氧化二叔丁基经双螺杆挤出机反应挤出造粒而成，二甲苯抽提测试其凝胶含量65～75质量％。
6.根据权利要求5所述具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物，其特征在于：
所述β成核剂为己内酰胺-四氢呋喃共聚物，其中己内酰胺含量为50±3质量％，熔融温度范围在200～208℃之间。
7.根据权利要求6所述具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物，其特征在于：
所述短切碳纤维为碳含量≥93％、密度≥1.76g/cm3、0.3～0.7mm规格的短切碳纤维丝束。
8.根据权利要求7所述具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物，其特征在于：
所述碳化硅粒径尺寸700～900纳米，体积密度0.12～0.18g/cm3；
所述主抗氧剂为抗氧剂1010(化学名为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)。
9.根据权利要求8所述具有高精度FDM打印性能的聚丙烯复合物，其特征在于：
所述助抗氧剂为抗氧剂168(化学名为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)。
10.权利要求1～9中任一项所述聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)混合：将纤维级均聚聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、交联高密度聚乙烯、β成核剂、碳化硅、主抗氧剂和助抗氧剂依次加入高速混合机进行预混合，混合温度为20～40℃，转速为200～500转/分钟，混合时间为3～5分钟，得到聚丙烯复合物的预混物；
(2)双螺杆挤出造粒：将步骤(1)得到的预混物，用长径比为40:1、螺杆平行同向双螺杆挤出机挤出造粒，其中短切碳纤维由侧喂料机加入；喂料机转速10～50转/分钟，螺杆转速100～300转/分钟；挤出机各段温度160～200℃，得到所述聚丙烯复合物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114752146A (zh) * 2022-03-31 2022-07-15 金发科技股份有限公司 一种高熔体强度聚丙烯复合材料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104086891A (zh) * 2014-07-14 2014-10-08 广州市傲趣电子科技有限公司 一种用于3d打印的聚丙烯和聚乙烯复合耗材及其制备方法
CN105440560A (zh) * 2015-12-18 2016-03-30 青岛尤尼科技有限公司 用于熔融沉积3d打印的碳纤维复合材料及其制备方法
CN109679207A (zh) * 2018-12-14 2019-04-26 广州市聚赛龙工程塑料股份有限公司 一种碳纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法与应用
CN110157101A (zh) * 2018-02-12 2019-08-23 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种3d打印改性聚丙烯组合物及其制备方法
WO2020064375A1 (en) * 2018-09-24 2020-04-02 Signify Holding B.V. Fdm printed material resistant to solvent induced cracking

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104086891A (zh) * 2014-07-14 2014-10-08 广州市傲趣电子科技有限公司 一种用于3d打印的聚丙烯和聚乙烯复合耗材及其制备方法
CN105440560A (zh) * 2015-12-18 2016-03-30 青岛尤尼科技有限公司 用于熔融沉积3d打印的碳纤维复合材料及其制备方法
CN110157101A (zh) * 2018-02-12 2019-08-23 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种3d打印改性聚丙烯组合物及其制备方法
WO2020064375A1 (en) * 2018-09-24 2020-04-02 Signify Holding B.V. Fdm printed material resistant to solvent induced cracking
CN109679207A (zh) * 2018-12-14 2019-04-26 广州市聚赛龙工程塑料股份有限公司 一种碳纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘瑞雪等: "《高分子材料》", 30 September 2018, 河南大学出版社 *
王文广: "《聚合物改性原理》", 31 March 2018, 中国轻工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114752146A (zh) * 2022-03-31 2022-07-15 金发科技股份有限公司 一种高熔体强度聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
CN114752146B (zh) * 2022-03-31 2024-05-14 金发科技股份有限公司 一种高熔体强度聚丙烯复合材料及其制备方法和应用

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