一種用于3d打印abs的增強(qiáng)增韌劑和abs復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于3D打印用高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑和ABS復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法，該增強(qiáng)增韌劑由以下重量份數(shù)的原料充分混合制成：碳納米粉末15?30份；玻璃纖維4?8份；SBS樹脂粉末7?12份；該ABS復(fù)合材料由以下重量份數(shù)的原料制成：ABS樹脂粉40?60份；PLA樹脂粉15?20份；增強(qiáng)增韌劑10?20份；抗氧劑0.2?0.7份；擴(kuò)散劑5?10份。本發(fā)明提供的增強(qiáng)增韌劑用于和ABS樹脂復(fù)合，可大幅度提高ABS材料的韌性及強(qiáng)度；本發(fā)明提供的ABS復(fù)合材料的強(qiáng)度及韌性有明顯增強(qiáng)，同時(shí)其熔體在冷卻過(guò)程中的收縮率減小至0.5％以下；本發(fā)明提供的ABS復(fù)合材料的組份中含有PLA樹脂，可使ABS復(fù)合材料用于3D打印時(shí)，刺激氣味減小。
【專利說(shuō)明】
一種用于3D打印ABS的増強(qiáng)増韌劑和ABS復(fù)合材料及其生產(chǎn) 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于3D打印用高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌 劑和ABS復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金 屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)一般應(yīng)用在 模具制造及工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于生產(chǎn)前的樣品制造，而隨著技術(shù)的發(fā)展，也逐漸 用于一些產(chǎn)品的直接制造。現(xiàn)有技術(shù)中，3D打印常用的塑膠材料的ABS材料，采用"層層疊 加，層間粘接"的制造方法，但是受限于材料本身的強(qiáng)度及粘結(jié)性能，打印出來(lái)的產(chǎn)品強(qiáng)度 不夠，很容易出現(xiàn)破碎、開裂等問(wèn)題，這樣就極大的滯礙了 3D打印技術(shù)的發(fā)展。
[0003] 所謂的3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通 打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的"打印材 料"，是實(shí)實(shí)在在的原材料，打印機(jī)與電腦連接后，通過(guò)電腦控制可以把"打印材料" 一層層 疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說(shuō)，3D打印機(jī)是可以"打印"出真實(shí)的3D 物體的一種設(shè)備，比如打印一個(gè)機(jī)器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所 以通俗地稱其為"打印機(jī)"是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打 印十分相似。
[0004] 3D打印機(jī)打印出的產(chǎn)品的性能質(zhì)量與打印材料的種類緊密相關(guān)，ABS材料是最早 使用也是最常用的一種3D打印材料。然而隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)3D打印質(zhì)量要求的提高， ABS材料的一些問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)，最主要的就是ABS的韌性和強(qiáng)度不足及冷卻過(guò)程中因收 縮率大造成的曲翹現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑和ABS復(fù)合 材料及其生產(chǎn)方法，本發(fā)明提供增強(qiáng)增韌劑可有效提高作為3D打印耗材ABS的韌性和強(qiáng)度， 本發(fā)明提供的ABS材料的收縮率較小，冷卻時(shí)不易曲翹。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑，由 以下重量份數(shù)的原料充分混合制成:碳納米粉末15-30份;玻璃纖維4-8份;SBS樹脂粉末7-12份。
[0007] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以有如下進(jìn)一步優(yōu)選或更具體的方案選 擇。
[0008] 優(yōu)選的，所述碳納米粉末為碳黑、碳納米管或石墨稀粉末，所述碳納米粉末的粒徑 為30_80nm。
[0009] 優(yōu)選的，所述玻璃纖維的單絲直徑為2_8μπι，長(zhǎng)徑比為6-10。
[0010] 優(yōu)選的，所述SBS樹脂粉末的粒徑為10-20μπι。
[0011] 本發(fā)明還提供一種含有上述增強(qiáng)增韌劑的ABS復(fù)合材料，由以下重量份數(shù)的原料 組成:ABS樹脂粉40-60份;PLA樹脂粉15-20份;增強(qiáng)增韌劑10-20份;抗氧劑0.2-0.7份;擴(kuò)散 劑5-10份。
[0012] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以有如下進(jìn)一步優(yōu)選或更具體的方案選 擇。
[0013] 優(yōu)選的，所述ABS樹脂粉的粒徑為0 · 15-0 · 65μπι。
[0014] 優(yōu)選的，所述PLA樹脂粉的粒徑為150-225μπι。
[0015] 優(yōu)選的，所述抗氧化劑為亞磷酸酯類抗氧劑。
[0016]優(yōu)選的，所述擴(kuò)散劑為亞甲基雙萘磺酸鈉。
[0017]本發(fā)明在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還提供一種制備上述ABS復(fù)合材料的方法，將所 述各物料按比例混合均勻，再于180-210°C下熔融擠出即得。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0019] (1)本發(fā)明提供的增強(qiáng)增韌劑用于和ABS樹脂復(fù)合，可大幅度提高ABS材料的韌性 及強(qiáng)度，其中碳納米粉末和玻璃纖維主要起強(qiáng)度增強(qiáng)作用，SBS樹脂粉末的主要起增韌作 用。
[0020] (2)本發(fā)明提供的ABS復(fù)合材料的強(qiáng)度及韌性有明顯增強(qiáng)，同時(shí)其熔體在冷卻過(guò)程 中的收縮率減小至5%以下，適用于生廣尚品質(zhì)的的3D打印廣品。
[0021 ] (3)本發(fā)明提供的ABS復(fù)合材料的組份中含有PLA樹脂，PLA樹脂不僅冷卻過(guò)程中收 縮率小，同時(shí)其刺激氣味小，本發(fā)明提供的含PLA樹脂的ABS復(fù)合材料在用于3D打印時(shí)，屬于 ABS樹脂的刺激氣味明顯減小。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本 發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑，由以下重量的原料充分混合制成:粒徑為30nm 的碳黑150g;單絲直徑為2μπι、長(zhǎng)徑比為6的玻璃纖維40g;粒徑為ΙΟμπι的SBS樹脂粉末70g。 [0025] 實(shí)施例2
[0026] 一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑，由以下重量的原料充分混合制成:粒徑為65nm 的碳納米管270g;單絲直徑為5·6μπι、長(zhǎng)徑比為8.2的玻璃纖維658;粒徑為15以111的385樹脂粉 末 100g。
[0027] 實(shí)施例3
[0028] 一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑，由以下重量的原料充分混合制成:粒徑為80nm 的石墨烯270g;單絲直徑為8μπι、長(zhǎng)徑比為10的玻璃纖維65g;粒徑為20μπι的SBS樹脂粉末 100g〇
[0029] 對(duì)比例1
[0030] 一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑，由以下重量的原料充分混合制成:粒徑為30nm 的碳黑50g;單絲直徑為2μπι、長(zhǎng)徑比為6的玻璃纖維40g;粒徑為ΙΟμπι的SBS樹脂粉末70g。
[0031] 對(duì)比例2
[0032] 一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑，由以下重量的原料充分混合制成:粒徑為30nm 的碳黑150g;單絲直徑為2μπι、長(zhǎng)徑比為6的玻璃纖維40g;粒徑為ΙΟμπι的SBS樹脂粉末30g。
[0033] 實(shí)施例4
[0034] -種含有實(shí)施例1所述增強(qiáng)增韌劑的ABS復(fù)合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0·15μπι的ABS樹脂粉400g;粒徑為150μπι的PLA樹脂粉150g;實(shí)施例1中的增強(qiáng)增韌劑100g; 亞磷酸酯類抗氧劑2g;亞甲基雙萘磺酸鈉擴(kuò)散劑50g。
[0035] 實(shí)施例5
[0036] -種含有實(shí)施例2所述增強(qiáng)增韌劑的ABS復(fù)合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0 · 42μπι的ABS樹脂粉510g;粒徑為200μπι的PLA樹脂粉180g;實(shí)施例2中的增強(qiáng)增韌劑150g; 亞磷酸酯類抗氧劑5g;亞甲基雙萘磺酸鈉擴(kuò)散劑80g。
[0037] 實(shí)施例6
[0038] -種含有實(shí)施例3所述增強(qiáng)增韌劑的ABS復(fù)合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0 · 65μπι的ABS樹脂粉510g;粒徑為225μπι的PLA樹脂粉200g;實(shí)施例3中的增強(qiáng)增韌劑200g; 亞磷酸酯類抗氧劑7g;亞甲基雙萘磺酸鈉擴(kuò)散劑100g。
[0039] 實(shí)施例7
[0040] -種含有對(duì)比例1所述增強(qiáng)增韌劑的ABS復(fù)合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0 · 65μπι的ABS樹脂粉510g;粒徑為225μπι的PLA樹脂粉200g;對(duì)比例1中的增強(qiáng)增韌劑200g; 亞磷酸酯類抗氧劑7g;亞甲基雙萘磺酸鈉擴(kuò)散劑100g。
[0041 ] 實(shí)施例8
[0042] 一種含有對(duì)比例2所述增強(qiáng)增韌劑的ABS復(fù)合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0 · 65μπι的ABS樹脂粉510g;粒徑為225μπι的PLA樹脂粉200g;對(duì)比例2中的增強(qiáng)增韌劑200g; 亞磷酸酯類抗氧劑7g;亞甲基雙萘磺酸鈉擴(kuò)散劑100g。
[0043] 實(shí)施例9
[0044] -種含有實(shí)施例3所述增強(qiáng)增韌劑的ABS復(fù)合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0.65μπι的ABS樹脂粉510g;實(shí)施例3中的增強(qiáng)增韌劑200g;亞磷酸酯類抗氧劑7g;亞甲基雙 萘磺酸鈉擴(kuò)散劑l〇〇g。
[0045] 性能測(cè)試
[0046] 使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)實(shí)施例4至9獲得的ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果 及相應(yīng)測(cè)試就去如下表所示：
[0047]
[0048] 從上表中可看出，本發(fā)明提供的ABS復(fù)合材料的強(qiáng)度及韌性均有所提升，特別的， 由實(shí)施例8和實(shí)施例9中的模塑收縮率可看出，當(dāng)增強(qiáng)增韌劑內(nèi)碳納米粉含量低或ABS復(fù)合 材料內(nèi)不含PLA時(shí)，其收縮率明顯變大，這表明本發(fā)明提供的增韌劑里的碳納粉成份不僅能 增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的強(qiáng)度，還可以降低其模塑收縮率。另外，使用實(shí)施例4至8的ABS復(fù)合材料 進(jìn)行3D打印試驗(yàn)，與常規(guī)ABS材料對(duì)比，刺激氣味明顯減小。
[0049] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑，其特征在于，由以下重量份數(shù)的原料充分混合制 成:碳納米粉末15-30份;玻璃纖維4-8份;SBS樹脂粉末7-12份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑，其特征在于，所述碳納米 粉末為碳黑、碳納米管或石墨稀粉末，所述碳納米粉末的粒徑為30_80nm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑，其特征在于，所述玻璃纖 維的單絲直徑為2-8μπι，長(zhǎng)徑比為6-10。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于3D打印ABS的增強(qiáng)增韌劑，其特征在于，所述SBS樹脂 粉末的粒徑為10_20μπι。5. -種含有權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述增強(qiáng)增韌劑的ABS復(fù)合材料，其特征在于，由以下 重量份數(shù)的原料組成:ABS樹脂粉40-60份;PLA樹脂粉15-20份;增強(qiáng)增韌劑10-20份;抗氧劑 0.2-0.7份;擴(kuò)散劑5-10份。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于，所述ABS樹脂粉的粒徑為0.15- 0.65um〇7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于，所述PLA樹脂粉的粒徑為150-225μ m〇8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧化劑為亞磷酸酯類抗氧 劑。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于，所述擴(kuò)散劑為亞甲基雙萘磺酸鈉。10. -種如權(quán)利要求5至9所述的ABS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，將所述各物料 按比例混合均勻，再于180-210°C下熔融擠出即得。
【文檔編號(hào)】C08L67/04GK105936678SQ201610381482
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】鄭立, 趙勁民, 靳攀, 梁體洪, 劉慧
【申請(qǐng)人】廣西醫(yī)科大學(xué)