一种3d打印机用改性abs材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种3D打印机用改性ABS材料，材料为核壳结构，壳层为PSF材料，核体为添加有改性剂的ABS材料。通过将材料制备成壳层为PSF材料，核体为添加有改性剂的ABS材料的核壳结构，充分发挥了PSF材料与ABS材料的优势，取长补短，在ABS材料内添加紫外线吸收剂能够更好地弥补材料本身抗紫外线性能较差的缺陷，抗冲击改性剂可以提高材料本身的机械性能、弯曲强度、压缩强度等；在本发明中，通过小粒度的碳纤维增强材料包裹有机倍半硅氧烷，通过包裹后的有机倍半硅氧烷增加材料之间的界面，能够更好的结合ABS材料与PSF材料，改变了目前复合材料结合界面较弱的缺陷，为材料的应用提供了基础。
【专利说明】一种3D打印机用改性ABS材料
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种3D打印机用材料，尤其涉及一种3D打印机用改性ABS材料。
【背景技术】
[0003]三维打印(3D printing),即快速成形技术的一种，它是一种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。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。“三维打印”意味着这项技术的普及。三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。熔融沉积又叫熔丝沉积，它是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出，沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。主要以ABS和PLA为材料，ABS强度较高，但是制作时臭味严重，必须拥有良好通风环境，此外弯曲强度和压缩强度较差，影响成品精度，因此研制一种改性ABS以提高材料的弯曲强度和压缩强度就有深远意义。
[0004]有鉴于上述现有的ABS材料存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型3D打印机用改性ABS材料，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于，克服现有的ABS材料存在的缺陷，而提供一种3D打印机用改性ABS材料，提高弯曲强度和压缩强度，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
[0006]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的3D打印机用改性ABS材料，所述材料为核壳结构，所述壳层为PSF材料，所述核体为添加有改性剂的ABS材料。
[0007]更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述添加有改性剂的ABS材料包括如下组份，各组分含量以质量百分含量计，
ABS树脂45?70
紫外线吸收剂 5?15 增塑剂8?26
阻聚剂广15
抗冲击改性剂 2?18 碳纤维增强材料5?35 有机倍半硅氧烷Γ15。
[0008]更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述紫外线吸收剂为2，4 二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或者2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮其中的一种。
[0009]更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、己二酸酯、磷酸酚酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯或乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯其中的一种。
[0010]更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述阻聚剂为二苯胺、甲基苯胺、
联苯胺或者对苯二胺其中的一种。
[0011]更进一步的,前述的3D打印机用改性ABS材料,所述抗冲击改性剂为氯化聚乙烯、ACR、MBS或SBS其中的一种，其中ACR是指甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等单体的共聚物；MBS是指甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三种单体的共聚物；SBS是指苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物。
[0012]更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述有机倍半硅氧烷为乙烯基有机倍半硅氧烷、甲基丙烯酸有机倍半硅氧烷、氨基有机倍半硅氧烷、苯基有机倍半硅氧烷、有机硅基有机倍半硅氧烷或环氧基有机倍半硅氧烷中的一种。
[0013]借由上述技术方案，本发明3D打印机用改性ABS材料至少具有下列优点:
本发明的3D打印机用改性ABS材料，通过将材料制备成壳层为PSF材料，核体为添加有改性剂的ABS材料的核壳结构，充分发挥了 PSF材料与ABS材料的优势，取长补短，在ABS材料内添加紫外线吸收剂能够更好地弥补材料本身抗紫外线性能较差的缺陷，抗冲击改性剂可以提高材料本身的机械性能、弯曲强度、压缩强度等；在本发明中，通过小粒度的碳纤维增强材料包裹有机倍半硅氧烷，通过包裹后的有机倍半硅氧烷增加材料之间的界面，能够更好的结合ABS材料与PSF材料，改变了目前复合材料结合界面较弱的缺陷，为材料的应用提供了基础。
[0014]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
【具体实施方式】
[0015]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的3D打印机用改性ABS材料其【具体实施方式】、特征及其功效，详细说明如后。
[0016]实施例1
本发明的3D打印机用改性ABS材料，为一种核壳结构，壳层为市售的PSF材料，核体为添加有改性剂的ABS材料。
[0017]添加有改性剂的ABS材料包括如下组份，其中各组分含量以质量百分含量计，ABS树脂60份，市售的紫外线吸收剂2，4 二羟基二苯甲酮10份，市售的增塑剂磷酸酚酯8份，市售的阻聚剂对苯二胺3份，市售的抗冲击改性剂ACR5份，市售的碳纤维增强材料10份，市售的氨基有机倍半硅氧烷4份。
[0018]制备本发明的改性ABS材料时，首先，按比例称取30份丁二烯，45份苯乙烯，25份丙烯晴，市售的紫外线吸收剂2，4 二羟基二苯甲酮10份，市售的增塑剂磷酸酚酯8份，市售的阻聚剂对苯二胺3份，市售的抗冲击改性剂ACR5份，市售的碳纤维增强材料10份，市售的氨基有机倍半硅氧烷4份。
[0019]接着，采用常规的自由基乳液聚合法制备聚丁二烯，并将制备的聚丁二烯逐渐加入到配置好的苯乙烯和丙烯腈单体中，加热到165°C，并逐渐加入2，4 二羟基二苯甲酮、磷酸酚酯、对苯二胺、ACR、碳纤维增强材料和氨基有机倍半硅氧烷，搅拌，发生相变，再经过多级活塞流反应器继续反应，在整个聚合过程都伴随着接枝反应。
[0020]接着在物料达到约75%的转化率后送到脱挥器中，将未反应的苯乙烯和丙烯腈单体与溶剂闪蒸出去并回收循环利用。
[0021]最后，熔融物料在180°C进行造粒，得到小粒径ABS粒子；对市售的PSF材料造粒，得到大粒径的PSF粒子，将小粒径ABS粒子与大粒径PSF粒子双混挤出造粒，得到目标产物，类似于核壳结构的改性ABS材料。经检测悬臂梁抗冲击强度达到155J/m。
[0022]实施例2
本发明的3D打印机用改性ABS材料，为一种核壳结构，壳层为市售的PSF材料，核体为添加有改性剂的ABS材料。
[0023]添加有改性剂的ABS材料包括如下组份，其中各组分含量以质量百分含量计，ABS树脂55份，市售的紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮8份，市售的增塑剂己二酸酯9份，市售的阻聚剂二苯胺6份，市售的抗冲击改性剂MBS 7份，市售的碳纤维增强材料9份，市售的苯基有机倍半硅氧烷6份。
[0024]制备方法同实施例1，最终产品经检测悬臂梁抗冲击强度达到163J/m。
[0025]实施例3
本发明的3D打印机用改性ABS材料，为一种核壳结构，壳层为市售的PSF材料，核体为添加有改性剂的ABS材料。
[0026]添加有改性剂的ABS材料包括如下组份，其中各组分含量以质量百分含量计，ABS树脂58份，市售的紫外线吸收剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮7份，市售的增塑剂邻苯二甲酸二丁酯8份，市售的阻聚剂甲基苯胺6份，市售的抗冲击改性剂SBS 9份，市售的碳纤维增强材料8份，市售的乙烯基有机倍半硅氧烷4份。
[0027]制备方法同实施例1，最终产品经检测悬臂梁抗冲击强度达到171J/m。
[0028]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种3D打印机用改性ABS材料，其特征在于:所述材料为核壳结构，所述壳层为PSF材料，所述核体为添加有改性剂的ABS材料。
2.根据权利要求1所述的3D打印机用改性ABS材料，其特征在于:所述添加有改性剂的ABS材料包括如下组份，各组分含量以质量百分含量计， ABS树脂45?70 紫外线吸收剂 5?15 增塑剂8?26 阻聚剂广15 抗冲击改性剂 2?18 碳纤维增强材料5?35 有机倍半硅氧烷Γ15。
3.根据权利要求2所述的3D打印机用改性ABS材料，其特征在于:所述紫外线吸收剂为2，4 二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或者2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮其中的一种。
4.根据权利要求2所述的3D打印机用改性ABS材料，其特征在于:所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、己二酸酯、磷酸酚酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯或乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯其中的一种。
5.根据权利要求2所述的3D打印机用改性ABS材料，其特征在于:所述阻聚剂为二苯胺、甲基苯胺、联苯胺或者对苯二胺其中的一种。
6.根据权利要求2所述的3D打印机用改性ABS材料，其特征在于:所述抗冲击改性剂为氯化聚乙烯、ACR、MBS或SBS其中的一种。
7.根据权利要求2所述的3D打印机用改性ABS材料，其特征在于:所述有机倍半硅氧烷为乙烯基有机倍半硅氧烷、甲基丙烯酸有机倍半硅氧烷、氨基有机倍半硅氧烷、苯基有机倍半硅氧烷、有机硅基有机倍半硅氧烷或环氧基有机倍半硅氧烷中的一种。
【文档编号】C08K5/132GK104312083SQ201410636395
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】黄旭辉, 赵厚华, 顾建军 申请人:常州汉邦工程塑料有限公司