一種軟性彈性3D打印橡膠耗材及其制備方法技術

本發明專利技術提供軟性彈性3D打印橡膠耗材，其組分及質量百分含量為：TPE10%—90%、TPU3%-10%、PLA10%-90%、PHA2%-10%、相容劑1%-2%。該橡膠耗材具有橡膠的高彈性、高強度、高韌性，環保無毒安全，硬度范圍廣，具有優良的著色性，耐候性，防水性，耐磨性和耐溫性，加工性能優越，無須硫化，其適用于國內外的FDM型3D打印機，不需要改裝打印機的任何軟硬件。通過加熱打印噴嘴加熱至240-260℃熔融沉積而成型出各種不同立體模型，而且打印出來的立體模型有極低的收縮性、良好的尺寸穩定性、良好的粘性。該軟性彈性橡膠耗材能使用在眾多領域，比如可打印出衣服、鞋子、成人用品、電子產品、汽車配件、母嬰用品、服飾配飾、按摩器材、運動用品、衛浴用品、包裝容器、醫療器材、薄膜外殼、手柄包膠、餐具、玩具等等。

【技術實現步驟摘要】
一種軟性彈性3D打印橡膠耗材及其制備方法
本專利技術涉及一種3D打印耗材，具體是一種軟性彈性3D打印橡膠耗材及其制備方法。
技術介紹
現在世界上用于FDM原理的3D打印機的耗材，基本都是硬質性耗材，例如ABS、PLA、PA、PC、PP等，而工業和生活應用中是需要很多軟質性回彈性材料的，所以拓寬3D打印在實際耗材應用上的范圍，是必須的。目前國外有幾家廠商生產了一些軟性彈性3D打印耗材，但都存在某些缺點，主要體驗在: 1.雖然耗材比較柔軟，但國外廠商沒能充分把握原料調配而造型的線材軟硬度，致使線材太柔軟，用于FDM原理3D打印機上容易在咬線齒輪中卡死，故不能適用于市面上廣泛的、主流的3D打印機。2.目前國外廠家所用的軟性彈性耗材所打印出來的立體模型，收縮性很大、尺寸不穩定，故使得立體模型容易變形損壞，而且粘性差，打印過程中模型粘結于打印機的底板或熱床時很容易翹起，導致后續的打印出現偏差錯誤。
技術實現思路
針對上述現有技術所存在的問題，本專利技術的目的是提供一種適用性強，具有極低的收縮性、良好的尺寸穩定性、良好的粘性的軟性彈性3D打印橡膠耗材；進一步提供一種軟性彈性3D打印橡膠耗材的制備方法。為達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案是:一種軟性彈性3D打印橡膠耗材，其特點是其組分及質量百分含量為: TPE 10%—90% ；TPU 3%-10% ；PLA 10%-90% ；PHA 2%-10% ； 相容劑1%_2%。進一步地，該軟性彈性3D打印橡膠耗材的組分及質量百分含量為:TPE 70%-90% ；TPU 3%-5% ；PLA 5%-10% ；PHA 2%-3% ； 相容劑1%_2%。該軟性彈性3D打印橡膠耗材的組分及質量百分含量還可以為:TPE 10%-20% ；TPU 3%-5% ；PLA 70%-90% ；PHA 2%-3% ； 相容劑1%_2%。更進一步地，該軟性彈性3D打印橡膠耗材的組分及質量百分含量為:TPE 10% ；TPU 5% ；PLA 80% ；PHA 3% ； 相容劑2%。本專利技術的軟性彈性3D打印橡膠耗材的組分及最佳質量百分含量為:TPE 80% ；TPU 5% ；PLA 10% ；PHA 3% ； 相容劑2%。上述TPE、TPU 二種熱塑性彈性體均可由TPV、PU、EVA等其它彈性塑膠代替。上述相容劑可以為環狀酸酐型的相容劑，還可以用馬來酸酐、羧酸型、環氧型的相容劑代替。本軟性彈性3D打印橡膠耗材的制備方法，制備步驟如下: ①、將TPE、TPU、PLA、PHA按比例調配； ②、將調配好的原料放入干燥機內以90°C-100°C的溫度干燥2小時以上，使原料含水量降至 0.2%-0.5% ； ③、將干燥后的原料混合相容劑后放入塑膠攪拌機，充分攪拌混合30分鐘； ④、將混合好的原料一起加入雙螺桿造粒機，經過溫度190°C_210°C的高溫加熱，將原料在螺桿炮筒中高溫塑化溶解后以螺桿轉速30-60RPM擠出原料； ⑤、從螺桿擠出的原料進入造粒模具后，被分化成細條狀，并被自動刀片快速切割成粒徑約為0.1-0.2mm的復合顆粒； ⑥、將復合顆粒放入塑膠干燥機內以80°C-100°C干燥2-3小時； ⑦、將復合顆粒加入塑膠擠出機，經過溫度190°C_220°C的高溫加熱，將復合顆粒在螺桿炮筒中高溫塑化溶解，螺桿轉速30-60 RPM擠出原料； ⑧、從螺桿擠出的原料經過蜂窩狀的擠出模具后，再進入內錐形的不銹鋼擠出模具而擠出成型的塑膠線條； ⑨、塑膠線條進入6米長的10°C-15°C的存有冰水的水槽,充分冷卻成型線材； ⑩、線條進入牽引機卷起，通過牽引拉力固定線材的大小直徑； ?、 牽引機出來后定形的線材，進入雙輪儲線架，緩沖及儲藏牽引出線材； ?、儲線架出來的線材進入卷線機，在線盤中自動收卷成成品。本專利技術由于采用TPE、TPU 二種熱塑性彈性體與PLA的有效融合，從而使該軟性彈性3D打印橡膠耗材具有橡膠的高彈性、高強度、高回彈性、高韌性，環保無毒安全，而且通過調整各成分的不同比例，可以獲得不同的、寬廣的硬度，具有優良的著色性，觸感柔軟，耐候性，防水性，耐磨性和耐溫性，加工性能優越，無須硫化，因此該軟性彈性橡膠耗材適用于國內外的FDM型3D打印機，不需要改裝打印機的任何軟硬件。通過加熱打印噴嘴加熱至240-260 1:熔融沉積而成型出各種不同立體模型；又由于在TPE、TPU 二種熱塑性彈性體原料的基礎上加入了 PLA、PHA兩種原料，故使得該軟性彈性橡膠耗材打印出的立體模型有極低的收縮性、良好的尺寸穩定性、良好的粘性，模型粘結于打印機的底板或熱床而不易起翹。該軟性彈性橡膠耗材能使用在眾多領域，大大提升了 3D打印的適用范圍，比如可以打印出衣服、鞋子、成人用品、電子產品、汽車配件、母嬰用品、服飾配飾、按摩器材、運動用品、衛浴用品、包裝容器、醫療器材、薄膜外殼、手柄包膠、餐具、兒童玩具等等。【具體實施方式】 實施例一 米用80%的TPE (Thermoplastic Elastomer熱塑性彈性體,又稱為熱塑性橡膠)、5%的TPU (Thermoplastic polyurethanes 熱塑性聚氨酯彈性體橡膠)、10% 的 PLA (polylactide聚乳酸)、3%的PHA (polyhydroxyalkanoates聚羥基脂肪酸酯)以及2%的環狀酸酐型相容劑，通過以下配方制作出來的軟性彈性3D打印橡膠線材產品具有較高的柔軟性，同時也保證具有一定的硬度和粘性，能夠用于對柔軟性要求較高的立體模型上。具體制備步驟如下: ①、將80%的TPE、5%的TPU、10%的PLA和3%的PHA調配形成混合原料； ②、將調配好的混合原料放入干燥機內以90°C-100°C的溫度干燥2小時以上，使混合原料含水量降至0.2%-0.5% ； ③、在干燥后的混合原料中再加入2%的環狀酸酐型相容劑后放入塑膠攪拌機，充分攪拌混合30分鐘； ④、將混合好的原料一起加入雙螺桿造粒機，經過溫度190°C-210°C的高溫加熱，將原料在螺桿炮筒中高溫塑化溶解后以螺桿轉速30-60RPM擠出原料； ⑤、從螺桿擠出的原料進入造粒模具后，被分化成細條狀，并被自動刀片快速切割成粒徑約為0.1-0.2mm的復合顆粒； ⑥、將復合顆粒放入塑膠干燥機內以80°C-100°C干燥2-3小時； ⑦、將復合顆粒加入塑膠擠出機，經過溫度190°C_220°C的高溫加熱，將復合顆粒在螺桿炮筒中高溫塑化溶解，螺桿轉速30-60 RPM擠出原料； ⑧、從螺桿擠出的原料經過蜂窩狀的擠出模具后，再進入內錐形的不銹鋼擠出模具而擠出成型的塑膠線條； ⑨、塑膠線條進入6米長的10°C-15°C的存有冰水的水槽,充分冷卻成型線材； ⑩、線條進入牽引機卷起，通過牽引拉力固定線材的大小直徑； ?、牽引機出來后定形的線材，進入雙輪儲線架，緩沖及儲藏牽引出線材； ?、儲線架出來的線材進入卷線機，在線盤中自動收卷成成品。實施例二 采用10%的TPE、5%的TPU、80%的PLA、3%的PHA以及2%的環狀酸酐型相容劑，通過以下配方制作出來的軟性彈性3D打印橡膠線材產品具有較高的硬度和粘性，同時也保證具有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種軟性彈性3D打印橡膠耗材，其特征在于其組分及質量百分含量為：TPE??10%—90%；TPU??3%?10%；PLA??10%?90%；PHA??2%?10%；相容劑1%?2%。

【技術特征摘要】
1.一種軟性彈性3D打印橡膠耗材，其特征在于其組分及質量百分含量為: TPE 10%—90% ；TPU 3%-10% ；PLA 10%-90% ；PHA 2%-10% ； 相容劑1%_2%。2.根據權利要求1所述的軟性彈性3D打印橡膠耗材，其特征在于上述組分的質量百分含量為:TPE 70%-90% ；TPU 3%-5% ；PLA 5%-10% ；PHA 2%-3% ； 相容劑1%_2%。3.根據權利要求1所述的軟性彈性3D打印橡膠耗材，其特征在于上述組分的質量百分含量為:TPE 10%-20% ；TPU 3%-5% ；PLA 70%-90% ；PHA 2%-3% ； 相容劑1%_2%。4.根據權利要求1所述的軟性彈性3D打印橡膠耗材，其特征在于上述組分的質量百分含量為:TPE 80% ；TPU 5% ；PLA 10% ；PHA 3% ； 相容劑2%。5.根據權利要求1所述的軟性彈性3D打印橡膠耗材，其特征在于上述組分的質量百分含量為:TPE 10% ；TPU 5% ； PLA 80% ；PHA 3% ； 相容劑2%。6.根據權利要求1至5的任一權利要求所述的軟性彈性3D打印橡膠耗材，其特征在于上述TPE、TPU 二種熱塑性彈性體均可由TPV、PU、EVA等其它彈性塑膠代替。7.根據權利要求1至5的任一權利要求所述的木質3D打印耗材，其特征在于上述相容劑為環狀酸酐型的相容劑。8...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝勁能，祝君，
申請(專利權)人：廣州市傲趣電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44