一种熔融沉积成型用聚乙烯/木粉复合丝材及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种烙融沉积成型用聚乙締/木粉复合丝材及其制备方法，设及3D打 印技术和塑料加工领域。
【背景技术】
[0002] 3D打印技术又称增材制造技术，诞生于20世纪80年代后期，是一种W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打印技术设及信息技术、材料科学、精密机械等多个方面，在当今制造业中越来越具有竞 争力，因此被称为"具有工业革命意义的制造技术"。3D打印技术包括烙融沉积成型、选择 性激光烧结、立体光固化成型等技术，大大拓展了材料成型的方法，特别是对于无法通过烙 融加工成型的材料而言，3D打印技术是一种很好的解决方案。
[0003] 作为3D打印技术的一种，烙融沉积成型（F^isedDepositionMolding,抑M)是一 种将热塑性丝材经固体-烙体-固体两次相变加工成型的方法。热塑性丝材由供丝机构送 进喷头，在喷头中加热至烙融态。烙融态材料从喷头中挤出，按计算机给出的二维截面信 息，随加热喷头的运动，选择性进行涂覆。一层完成后，喷头上升一个层高(或工作台下降一 个层高)，再进行下一层的涂覆，如此循环，最终形成=维制件。目前，市场上用于抑M的3D 打印材料主要有丙締腊-下二締-苯乙締共聚物（ABS)和聚乳酸（PLA)两种。其中，ABS力 学性能好，尤其是初性高，但在打印时会产生刺激性气味，不适合办公室等环境，并且不透 明；PLA在打印烙融时无刺激性气味，可降解，但是耐热性差、力学性能差，尤其是易发生脆 性断裂，极大的限制了打印物件的使用。开发新的FDM用材料因此成为3D打印领域的一项 重要研究内容。
[0004] 聚乙締（PE)是由乙締单独聚合或乙締与其它締控共聚合得到的聚合物，具有密度 小、强度高、耐热、绝缘性好、化学性质稳定W及价格低廉等优点，在FDM领域具有广泛的应 用前景。但是，在FDM过程中，PE冷却成型时会发生结晶，导致打印的制件容易收缩变形产 生翅曲、产品偏脆等缺陷，运使得PE在抑M领域应用受到了限制。
[0005] 综合W上内容，为推广PE在抑M领域的应用，需要抑制PE的结晶行为，增加PE的 初性，运能够降低FDM制件的收缩变形，提高制件的成型精度，W满足FDM工艺的要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种烙融沉积成型用聚乙締/木粉复合丝材，W克服现有烙 融沉积成型用聚乙締材料的缺陷，木粉的加入能够抑制聚乙締的结晶，增强聚乙締材料的 初性，从而降低FDM制件的收缩变形，提高制件的成型精度。
[0007] 本发明的另一目的是提供一种烙融沉积成型用聚乙締/木粉复合丝材的制备方 法，工艺简单，成本低廉，能够快速生产出符合烙融沉积成型要求的聚乙締/木粉复合丝 材。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用W下技术方案： 一种烙融沉积成型用聚乙締/木粉复合丝材，它是由下述重量份数的原料制成的：聚 乙締60-90、木粉10-30、相容剂5-10、润滑剂0. 9-3、增塑剂0. 9-3、稳定剂0. 1-0. 5。
[0009] 所述聚乙締为高密度聚乙締、低密度聚乙締或线性低密度聚乙締中的一种或几种 的混合。
[0010] 所述木粉为賴杆、稻慷、木质边角料、银末中的一种或几种的混合，木粉粒径为 200-300 目。
[0011] 所述相容剂为马来酸酢接枝型相容剂，优选为马来酸酢接枝型聚乙締。
[0012] 所述润滑剂为聚締控、硬脂酷胺类润滑剂或聚乙二醇中的一种或几种的混合。
[0013] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛醋、环氧大豆油、甘油、合成植物醋中的一种或几种 的混合。
[0014] 所述稳定剂为受阻酪类大分子型抗氧剂、亚憐酸类抗氧剂和烧醋类抗氧剂中的一 种或几种的混合。
[0015]所述稳定剂为抗氧剂1010和四[0-(3,5-二叔下基-4-径基苯基）丙酸]季 戊四醇醋的混合物或抗氧剂168和=巧.4-二叔下基苯基]亚憐酸醋的混合物。
[0016] 一种烙融沉积成型用聚乙締/木粉复合丝材的制备方法，包含W下步骤： (1) 原材料的处理：准备各原料，将木粉通过制粉机加工成粉末状，木粉经筛粉后粒径 控制在200-300目，然后将聚乙締、木粉进行烘干操作，将残留在聚乙締、木粉中的水分蒸 发，控制聚乙締与木粉的含水率在10%W下； (2) 试剂与原材料混合：先向揽拌机中放入聚乙締，再添加润滑剂，期间不停揽拌混合， 揽拌均匀后添加增塑剂，揽拌均匀，待混合完成后，再添加木粉进行后续混合，继续混合2 分钟，最后得到混合原料； (3) 加热挤出：将混合原料加入到双螺杆挤出机中，加料速度保持均匀流杨，保证在挤 出过程中不产生堵塞，出丝稳定流杨； (4) 卷丝：通过在双螺杆挤出机的出口加装口模，限定出丝的直径在1.75 + 0. 05mm，最 后通过圆盘装置绕丝收集成型丝材。
[0017]所述步骤（3)加热挤出中双螺杆挤出机第一段溫度未160°C，第二段溫度为 170°C，第S段溫度为165°C。
[0018] 借由上述技术方案，本发明具有的优点和有益效果是： 1、本发明添加木粉后，聚乙締/木粉复合丝材的结晶得到抑制，抑M制件的收缩变形降 低，制件的成型精度得到提升。
[0019] 2、本发明所述的聚乙締/木粉复合丝材，经抑M(烙融沉积成型）得到的制件具有 更好的初性，力学性能得到提升，实用性更强。
[0020] 3、本发明所述的聚乙締/木粉复合丝材，木粉来自废弃賴杆、稻慷、木质边角料和 银末，添加极大地降低了材料的成本，有利于扩大聚乙締材料在抑M领域的应用。
[0021] 4、本发明所述的聚乙締/木粉复合丝材的制备方法，易于操作，工艺条件和生产 设备要求较低，能够实现大规模的推广生产，具有广阔的市场前景，极佳的市场效益。
【具体实施方式】
[0022] 对于本领域的技术人员来说，通过阅读本说明书的公开内容，本发明的特征、有益 效果和优点将变得显而易见。
[0023] 除非另外指明，在本文中所有配制和测试发生在25°C的环境。
[0024] 配制和使用方法 无需进一步详细说明，相信本领域技术人员使用W上所述即可最大限度地使用本发 明。下面的实施例目的在于进一步介绍和展示在本发明范围内的具体实施方案。因此，实 施例应理解为仅用于更详细地展示本发明，而不W任何方式限制本发明的内容。
[0025] 实施例1 本实施例的烙融沉积成型用聚乙締/木粉复合丝材，它是由下述原料制成的：聚乙締 (高密度聚乙締)80g、木粉(賴杆）10g、马来酸酢接枝型聚乙締lOg、润滑剂(聚乙二醇)0.9g、 增塑剂(邻苯二甲酸二辛醋)〇.9g、稳定剂(抗氧剂1010和四[0-(3,5-二叔下基-4-径基 苯基）丙酸]季戊四醇醋的混合物）〇.2g。
[0026] 本实施例的烙融沉积成型用聚乙締/木粉复合丝材的制备方法，包括W下步骤： (1) 原材料的处理：准备各原料，所述木粉通过制粉机加工成粉末状，木粉经筛粉后粒 径控制在240目，然后将聚乙締、木粉进行烘干操作，将残留在聚乙締、木粉中的水份蒸发， 控制聚乙締与木粉的含水率在10%W下； (2) 试剂与原材料混合：先向揽拌机中放入聚乙締，再添加润滑剂，期间不停揽拌混合， 待聚乙締颗粒表面均泛液体亮光，即揽拌均匀，然后添加增塑剂，揽拌直到颗粒表面均泛液 体亮光，即揽拌均匀，待混合完成后，再添加木粉进行后续混合，继续混合2分钟，最后得到 混合原料。
[0027] (3)加热挤出：将混合原料加入到双螺杆挤出机中，加料速度保持均匀流杨，保证 在挤出过程中不产生堵塞，出丝稳定流杨，双螺杆挤出过程中第一段溫度160DC，第二段 溫度170。C，第S段溫度165。C。
[002引（4)卷丝：通过在挤出机的出口加装口模，限定出丝的直径