本发明专利技术涉及一种增韧高密度聚乙烯，其包含：高密度聚乙烯和增韧母料。所述增韧母料由乙丙弹性体、丁苯弹性体、稀释剂，阻交联剂和自由基聚合引发剂制成。本发明专利技术还涉及一种制备所述增韧高密度聚乙烯方法、所述增韧母料、制备所述增韧母料的方法、所述增韧母料在增韧高密度聚乙烯中的用途、所述增韧高密度聚乙烯在3D打印中的用途以及一种3D打印方法。本发明专利技术采用自制合成的增韧母料来增韧高密度聚乙烯。由此获得的增韧高密度聚乙烯具备良好的耐热性，还具有较高的刚性和韧性，耐环境应力开裂性能亦比较好。在与弹性体共混之后，得到的共混物不仅具有原有的特性，并且在韧性大幅度提高的同时，刚性保持率也比较高，从而适于3D打印。
【技术实现步骤摘要】
一种增韧的高密度聚乙烯3D打印成型材料及其制备方法
本专利技术涉及一种3D打印成型材料，具体涉及一种增韧的高密度聚乙烯3D打印成型材料及其制备方法。
技术介绍
3D打印技术(Three Dimensions Printing,三维打印技术，3DP),是叠层制造(Additive Manufacturing,AM)技术的一种形式,它是一种以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积粘结，最终叠加成型，制造出实体产品。叠层制造技术最早由ASTM国际标准组织(前身为美国测试和材料协会)标准化。叠层制造技术有3种不同的术语:立体平版印刷(Stereolithography),三维叠层制造(3-D layering)以及3D打印；其中3D打印由于最适合描述叠层制造技术及其产品而逐渐成为最常用的术语。3D打印技术在1986年于美国首次问世，并于20世纪90年代逐渐得到关注。进入21世纪后，3D打印技术迅速获得广泛应用。3D打印技术在汽车、医疗、商业和工业设备、教育、建筑及消费品等行业获得很大的发展。3D打印技术实现了从平面图到实体的飞跃，以其为代表的一系列数字化应用技术甚至被称作第三次工业革命。但是，目前3D打印技术面临的最严重的问题和挑战是3D打印成型材料非常稀少。目前的3D打印成型材料主要是尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯以及ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)等热塑性材料。这些材料不仅硬度较高，打印出来的部件较脆易碎，而且对打印条件要求高，并且常常无法将微小构造高清晰地打印成型。 高密度聚乙烯(HDPE)具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好，阻隔性能，介电性能和耐环境应力开裂性亦较好，广泛应用于吹塑制品、薄膜与板材制品、注塑制品、管材制品、纤维、电线电缆等领域。作为目前世界上使用量第三大的通用材料，HDPE是一种关乎国计民生的合成高分子材料。然而因其均聚物冲击强度低，难以满足一些工程领域对性能的需求。为了提高HDPE的应用价值，扩大其应用领域，对其进行增韧改性以将这一大品种通用材料作为工程材料使用，一直是国内外高分子材料科学与工程研究的热点之一。国内外对HDPE进行增韧改性的研究工作很多。但是能否制得、如何制得韧性大幅提高且同时刚性保持率比较高的弹性体韧性HDPE，具有重要的科学技术意义和应用前景。在3D印刷时，常规的高密度聚乙烯存在易老化，易发脆缺点，因此难以满足一些相关领域对其相关性能的需求。CN1433443A涉及一种形成在聚合物基质中嵌入纳米纤维的复合体的方法，该方法包括在塑性基质中混入纳米纤维以形成团聚体，和通过使团聚体处于流体动力应力下而均匀地分布纳米纤维；所述流体动力应力使所述团聚体分裂开，结合进行额外的延伸流动可用来实现小直径和排列。所得复合体可以用熔凝沉积(FDM)成型，其中将一卷纳米纤维增强的聚合物用作FDM工艺的导线原料。在该过程中，纳米纤维复合线(直径约为2毫米)经过毫米尺寸的模头挤出，产生成排的复合线制成片材和3D部件。该专利中所用的原料为纳米纤维增强的聚合物线材。其缺点在于:纳米纤维复合线的FDM非常复杂，不易处理。CN1812878A涉及一种适于3D印刷的粉末，该粉末包括热塑性颗粒物和粘合剂颗粒物的共混物，其中所述热塑性颗粒物可选自聚烯烃，而粘合剂颗粒物只适于在流体激活该粘合剂颗粒物时，粘合热塑性颗粒物。该专利的粉末在用于3D印刷时，需要使用溶剂作为流体，并且必须在已印刷的层上施加紫外光、可见光、热量和电子束中的至少一种，来诱导非含水流体固化。因此，CN1812878A的3D印刷体系是液体组合物，其缺点在于需要使用在许多情况下对人类和环境有害的溶剂或分散剂，且操作复杂，不易均匀分散或溶解。CN102093646A涉及一种用于3D打印快速成型的材料及其制备方法，快速成型材料包括改性粉末材料A和粘结 剂B，其中:改性粉末材料A的制备:将粉末材料与第一溶剂加入到球磨机或研磨机中研磨，得到粉末材料预处理料；将表面活性剂，润滑剂，有机树脂逐次加入到第二溶剂中，搅拌分散2-3h，得到改性液；将粉末材料预处理料与改性液混合，放入研磨机中，常温混合研磨，干燥，研磨粉碎，得到改性粉末材料A ;使用时，1份改性粉末材料A与0.01-0.07份粘结剂B配用。该专利所用的3D成型体系为溶液体系，其缺点在于不易于均匀分散，特别得注意材料的粘结程度，而且需要对材料进行研磨和改性，操作复杂。US2004/0232583A1涉及一种制造三维物体的方法，其包括:a)提供一个粉状基材层山)在所述基材的一个或多个区域上选择性施加至少一种微波吸收性第一敏感物质；c)用微波辐射处理所述层至少一次。其中泛泛地提及可使用选自聚酯、聚氯乙烯、聚缩醛、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、PMMI, PMMA、离聚物、聚酰胺、共聚酯、共聚酰胺、三元共聚物、ABS或其混合物的聚合物。US2004/0232583A1没有提及对聚乙烯进行改性，以使其适于3D印刷ο
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术缺点，提供一种增韧的高密度聚乙烯3D打印成型材料，用其打印出来的实体材料粘结强度和牢固度较高，柔韧性好。所述目的通过一种增韧的高密度聚乙烯3D打印成型材料实现，其包含:高密度聚乙烯和增韧母料。所述增韧的高密度聚乙烯3D打印成型材料使用高密度聚乙烯作为基体。所述高密度聚乙烯可商购获得，例如2200J型或5000S型。所述增韧母料通过使乙丙弹性体和/或丁苯弹性体、稀释剂，阻交联剂和自由基聚合引发剂反应而制备。所述乙丙弹性体和丁苯弹性体可商购获得。所述稀释剂可为二甲苯溶剂。所述阻交联剂可为二甲基亚砜(DMSO)。所述自由基聚合引发剂可为过氧化二苯甲酰(BPO)。所述增韧母料可通过如下方法制备:使乙丙弹性体、丁苯弹性体、二甲苯溶剂、阻交联剂和引发剂在反应器中在120-130°C下反应而制备。优选地，所述方法包括:将乙丙弹性体、丁苯弹性体、二甲苯溶剂和阻交联剂混合从而制得混合物，将引发剂溶于二甲苯溶剂中以获得引发剂溶液，将所述引发剂溶液缓慢滴加至所述混合物中，在120-130°C下反应，反应结束后分离除去二甲苯溶剂、洗涤、干燥，即制得增韧母料。所述增韧母料中的乙丙弹性体的用量可为0-200重量份，优选为0-100重量份，更优选为20-80重量份；所述增韧母料中的丁苯弹性体的用量可为0-200重量份，优选为0-100重量份，更优选为20-80重量份；其中乙丙弹性体和丁苯弹性体的用量之和至少为10重量份，优选至少为20重量份，更优选至少30重量份，还优选至少40重量份。所述增韧母料中的稀释剂的用量可为500-2000重量份，优选为800-1500重量份，更优选为1000-1200重量份。所述增韧母料中的阻交联剂的用量可为0-10重量份，优选为1-5重量份，更优选为3-4重量份。所述增韧母料中的引发剂的用量可为0.1-0.5重量份，优选为0.2-0.4重量份，更优选为0.25重量份。所述增韧的高密度聚乙 烯3D打印成型材料包含40-80重量份，优选52_80重量份，更优选52-64重量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增韧高密度聚乙烯，其包含：高密度聚乙烯和增韧母料。
【技术特征摘要】
1.一种增韧高密度聚乙烯，其包含:高密度聚乙烯和增韧母料。2.根据权利要求1的增韧高密度聚乙烯，其特征在于所述增韧母料通过使乙丙弹性体和/或丁苯弹性体、稀释剂，阻交联剂和自由基聚合引发剂在120-130°C下反应而制备。 优选地，所述稀释剂 可为二甲苯；所述阻交联剂为二甲基亚砜。3.根据权利要求1-2中任一项的增韧高密度聚乙烯，其还包含碳纳米管。 优选地，碳纳米管的量为0-30重量份，优选为10-20重量份，更优选为15重量份。4.根据权利要求1-3中任一项的增韧高密度聚乙烯，其特征在于高密度聚乙烯的用量为40-80重量份，优选52-80重量份，更优选52-64重量份。 优选地，增韧母料的用量...
【专利技术属性】
技术研发人员：晏蜻，张文娟，杨文泓，邢其锋，孙文华，赵宁，董金勇，李春成，符文鑫，林学春，马永梅，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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