用于3d打印的asa复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种用于3D打印的ASA复合材料，由以下组分按质量百分含量组成：ASA高胶粉5％-30％、AS树脂粉30％-60％、无机粉体5％-15％、竹粉5％-20％、抗氧剂0.1％-0.5％、抗紫外剂0.1％-0.8％、色粉2％－4％和润滑剂1％－2％。该ASA复合材料的成型工艺的流动性和材料的质量稳定性与传统的3D打印用材ABS和PLA材料的相比较有很大的提高和优化，减少了3D打印时出现空心和翘曲变形等次品，实现不断丝、不堵孔，实际应用价值更高，适用范围更广。
【专利说明】用于3D打印的ASA复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及ASA复合材料，特别是一种用于3D打印的ASA复合材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着3D打印逐渐成为更加主流的生产工艺，其制造的产品需要在不同的环境中 更加耐用，并具备必要的抗紫外线性能，制造成本也需要降低，3D打印最终效果很大程度取 决于用材质量。能够广泛用于3D打印技术的材料至少需要满足以下要求：打印时无刺鼻气 味、熔融后流动性强、硬度高且强度好、可自动调色和价格低廉。
[0003] 在3D打印技术中，恪融沉积快速成型（FusedDepositionModeling，FDM)的机械 结构最简单，设计也最容易，制造成本、维护成本和材料成本也最低。目前，FDM主要以ABS 和PLA为材料，但存在如下缺点：
[0004] ABS材料
[0005] (1)打印时有很强烈的刺鼻气味，有毒，长期使用此材料会导致畸形致癌；
[0006] (2)属于无定形聚合物，无明显熔点，加工温度在220°C以上；
[0007] (3)熔体粘度较高，流动性差，打印时容易堵住喷头，造成机器故障；
[0008] (4)热稳定不好，有吸湿倾向，耐老化性较差，产品稳定性较差；
[0009] PLA材料
[0010] (1)气体有较强毒性，会致癌；
[0011] (2)加工温度为200°C，收缩率较低，但打印较大尺寸的产品效果不好；
[0012] (3)具有较低的熔体强度，打印模型的表面光泽性较好，但易使喷头堵塞；
[0013] (4)因国内生产的材料粗制滥造，所以主要依靠国外进口，价格昂贵。
[0014] 在专利CN10366590A中公开了一种"一种木质3D打印用材及其制备方法"是将 PLA、ABS和木粉混合制备3D打印用材，但其解决的问题是使产品更加接近实木效果和木质 属性，提高了木线的物理化学性能，有效降低了对3D打印机的性能要求，并没有解决使用 上述3D打印用材时出现的问题。
【发明内容】
[0015] 本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种用于3D打印的ASA复合材 料，其成型工艺的流动性和材料的质量稳定性与传统的3D打印用材ABS和PLA材料的相比 车父有很大的提尚和优化。
[0016] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0017] 一种用于3D打印的ASA复合材料，由以下组分按质量百分含量组成：
[0018] ASA高胶粉 5%-30%; AS树脂粉体 30%-60%; 无机粉体 5%-15%; 竹粉 5%-20%; 抗氧剂 0.丨％-0.5%; 抗紫外剂 0.1%-0.8%; 色粉 2%-4%; 润滑剂 1%-2%。
[0019] 优选的，该用于3D打印的ASA复合材料，由以下组分按质量百分含量组成：
[0020] ASA高胶粉 18%; AS树脂粉体 48%; 无机粉体 12%; 竹粉 15%; 抗氧剂 0.4%; 抗紫外剂 0.6%; 色粉 4%; 润滑剂 2%。
[0021] 所述的无机粉体为粘土、高岭土、碳酸钙中的一种或几种。
[0022] 所述的竹粉粒度为60-140目。
[0023] 所述的抗氧剂为1010、168、697、双季戊四醇二亚磷酸酯（626)中的一种或几种。
[0024] 所述的抗紫外剂为紫外线吸收剂，531、，327、爪^、光稳定剂770、944中的一种 或两种。
[0025] 所述的色粉为氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑、钛白粉的一种或几种。
[0026] 所述的润滑剂为硬脂酸、EBS、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸镁中的一种或几种。
[0027] 所述的用于3D打印的ASA复合材料的制备方法为，将ASA高胶粉5% -30%、AS 树脂粉体30 % -60 %、无机粉体5 % -15 %、竹粉5 % -20 %、抗氧剂0. 1% -0. 5%、抗紫外剂 0. 1 % -0. 8 %、色粉2 % - 4 %、润滑剂1 % - 2 %按质量百分含量称取后，放入低速混合机下 进行混合2-5分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在180-200°C下挤出，螺杆转速250/350rpm 挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
[0028] 与现有技术相比，本发明取得的有益效果在于：
[0029] 1.本发明提供的ASA复合材料既提高了材料的质量稳定性又改进了成型工艺的 流动性，因此特别适合用于3D打印；由于加入竹粉增加了色粉混合的均匀性，避免3D打印 产品出现颜色不均。
[0030] 2.本发明改进了使用其他用材制得的3D打印产品表面粗糙的缺点，具有耐老化、 耐冲击和耐污的优点，产品色彩鲜艳持久更加美观。
[0031] 3.使用本发明提供的ASA复合材料3D打印时喷头温度降低到190°C下，克服了传 统3D打印用材对加工条件要求复杂苛刻的缺点，同时达到节能降耗的目的。
[0032] 综上所述：本发明提供的ASA复合材料针对3D打印技术对用材的要求设计，成型 工艺的流动性和材料的质量稳定性与传统的ABS和PLA材料的相比较有很大的提高和优 化，减少3D打印时出现空心和翘曲变形等次品，实现不断丝、不堵孔，实际应用价值更高， 适用范围更广。
【具体实施方式】
[0033] 为了更详细地说明本发明，给出下述制备实施例，但本发明的范围并不局限于此。
[0034] 实施例1:
[0035] 取18 %的ASA高胶粉、48 %的AS树脂粉体、12 %的高岭土、15 %的竹粉（60目）、 0. 4%的双季戊四醇二亚磷酸酯（626)、0. 6%的紫外线吸收剂UV-P、4%的氧化铁黄、2%的 氧化聚乙烯蜡，放入低速混合机下进行混合5分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在190°C下 挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
[0036] 实施例2 :
[0037] 取5%的ASA高胶粉、60%的AS树脂粉体、15 %的碳酸钙、15%的竹粉（80目）、 〇. 5%的抗氧剂10KK0. 5 %的紫外线吸收剂UV531、3 %的氧化铁红、1 %的硬脂酸镁，将以 上各组分放入低速混合机下进行混合3分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在180°C下挤出， 螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
[0038] 实施例3:
[0039] 取30 %的ASA高胶粉、30 %的AS树脂粉体、15 %的无机粉体、20 %的竹粉（140 目）、0. 2%的抗氧剂168、0. 8%的紫外线吸收剂UV327、2%的氧化铁黄和氧化铁红混合物、 2%的氧化聚乙烯蜡，将以上各组分放入低速混合机下进行混合4分钟，然后加入平型双螺 杆挤出机在185°C下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
[0040] 实施例4:
[0041] 取28%的ASA高胶粉、57%的AS树脂粉体、5%的无机粉体、5%的竹粉（100目）、 〇. 5%的抗氧剂168、0. 8%的光稳定剂770、2. 7%的氧化铁黄和钛白粉混合物、1 %的氧化 聚乙烯蜡，将以上各组分放入低速混合机下进行混合3分钟，然后加入平型双螺杆挤出机 在200下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
[0042] 实施例5 :
[0043] 取25%的ASA高胶粉、45%的AS树脂粉体、10%的碳酸钙、16. 8%的竹粉（80目）、 〇. 1 %的抗氧剂697、0. 1 %的光稳定剂944、2%的氧化铁红、1 %的硬脂酸，将以上各组分放 入低速混合机下进行混合2分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在195°C下挤出，螺杆转速 250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
[0044] 实施例6 :
[0045] 取20%的ASA高胶粉、55%的AS树脂粉体、15%的碳酸钙、6%的竹粉（100目）、 〇. 5%的抗氧剂168、0. 5%的紫外线吸收剂UV327、2%的氧化铁黑、1%的硬脂酸，将以上各 组分放入低速混合机下进行混合5分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在190°C下挤出，螺杆 转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
[0046] 实施例7 :
[0047] 取15%的ASA高胶粉、57%的AS树脂粉体、14%的碳酸钙、8%的竹粉（120目）、 〇. 4%的抗氧剂10KK0. 6 %的紫外线吸收剂UV327、4%的氧化铁黑、1 %的硬脂酸，将以上 各组分放入低速混合机下进行混合5分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在183°C下挤出，螺 杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
[0048] 取实施例1-6制得的ASA复合材料进行性能测试和3D打印试验，结果如下表：
[0049]
【权利要求】
1. 一种用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，由以下组分按质量百分含量组成： ASA高胶粉 5%-30%; AS树脂粉体 30%-60%; 无机粉体 5%-15%; 竹粉 5%-20%; 抗氧剂 0.1%-0.5%; 抗紫外剂 （).丨％-0.8%; 色粉 2%-4%; 润滑剂 1%-2%。
2. 如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述组分的质量百 分含量为： ASA高胶粉 18%; AS树脂粉体 48%; 无机粉体 12%; 竹粉 15%; 抗氧剂 0.4%: 抗紫外剂 0.6%; 色粉 4%， 润滑剂 2%。
3. 如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的无机粉体为 粘土、高岭土、碳酸钙中的一种或几种。
4. 如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的竹粉粒度为 60-140 目。
5. 如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为 1010、168、697、双季戊四醇二亚磷酸酯（626)中的一种或几种。
6. 如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的抗紫外剂为 紫外线吸收剂，531、，327、爪^\光稳定剂770、944中的一种或两种。
7. 如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的色粉为氧化 铁黄、氧化铁红、氧化铁黑、钛白粉的中一种或几种。
8. 如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为硬 脂酸、EBS、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸镁中的一种或几种。
9.权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料的制备方法为，其特征在于，将权利 要求1中所述的组分按质量百分含量称取，放入低速混合机下进行混合2-5分钟，然后加入 平型双螺杆挤出机在180-200 °C下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复 合材料。
【文档编号】C08K3/26GK104448598SQ201410766151
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】徐卫星 申请人:科睿（江苏）新材料有限公司