本发明涉及3D打印材料，具体地，涉及3D打印PC-ABS材料及其制备方法。
背景技术：
：3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展是决定着3D打印能否有得到更广泛的应用的决定性因素。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料。工程塑料指的是被用作工业零件或外壳材料的工业用塑料，其要求是具有优异的强度、耐冲击性、耐热性、硬度以及抗老化性能，常见的有ABS塑料、PC塑料以及尼龙等。虽然，这些材料自身均具有优异的性能，但是也存在一定的缺陷，难以完全胜任工程塑料的要求；同时这些单一材料之间的兼容性也较差。技术实现要素：本发明的目的是提供一种3D打印PC-ABS材料及其制备方法，该3D打印PC-ABS材料具有优异的强度、韧性和耐热性，同时该制备方法具有原料易得，工序简单的特点。为了实现上述目的，本发明提供了一种3D打印PC-ABS材料的制备方法，包括：1)将PC(聚碳酸酯)置于酸液中浸泡、过滤取滤饼，然后将糠醇、月桂醇硫酸钠、聚醚醚酮、甲基纤维素、碳酸钙、粉煤灰、蜂胶、氧化锆、氨丙基三乙氧基硅烷、甲壳素与滤饼进行熔融以制得第一熔融物；2)将ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、季戊四醇、橄榄油、二茂铁、硼砂、碳纳米管与聚乙烯醇进行熔融以制得第二熔融物；3)将第一熔融物与第二熔融物进行共混、成型造粒以制得PC-ABS颗粒；4)将PC-ABS颗粒进行研磨以制得3D打印PC-ABS材料。本发明还提供了一种3D打印PC-ABS材料，该3D打印PC-ABS材料通过上述的制备方法制备而得。在述技术方案中，本发明通过各原料以及各步骤的协同作用使得制得的3D打印PC-ABS材料具有优异的强度、韧性和耐热性，同时该制备方法具有原料易得，工序简单的特点。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明提供了一种3D打印PC-ABS材料的制备方法，包括：1)将PC(聚碳酸酯)置于酸液中浸泡、过滤取滤饼，然后将糠醇、月桂醇硫酸钠、聚醚醚酮、甲基纤维素、碳酸钙、粉煤灰、蜂胶、氧化锆、氨丙基三乙氧基硅烷、甲壳素与滤饼进行熔融以制得第一熔融物；2)将ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、季戊四醇、橄榄油、二茂铁、硼砂、碳纳米管与聚乙烯醇进行熔融以制得第二熔融物；3)将第一熔融物与第二熔融物进行共混、成型造粒以制得PC-ABS颗粒；4)将PC-ABS颗粒进行研磨以制得3D打印PC-ABS材料。在本发明的步骤1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的3D打印PC-ABS材料具有更优异的强度、韧性和耐热性，优选地，在步骤1)中，浸泡至少满足以下条件：浸泡温度为50-60℃，浸泡时间为4-6h。在本发明的步骤1)中，酸液的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的3D打印PC-ABS材料具有更优异的强度、韧性和耐热性，优选地，在步骤1)中，酸液至少满足以下条件：pH为4-6，选自盐酸水溶液、磷酸水溶液和硫酸水溶液中的一种或多种。在本发明的步骤1)中，熔融的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的3D打印PC-ABS材料具有更优异的强度、韧性和耐热性，优选地，在步骤1)中，熔融至少满足以下条件：熔融温度为290-305℃，熔融时间为1-3h。在本发明的步骤1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的3D打印PC-ABS材料具有更优异的强度、韧性和耐热性，优选地，在步骤1)中，相对于100重量份的滤饼，糠醇的用量为34-42重量份，月桂醇硫酸钠的用量为14-31重量份，聚醚醚酮的用量为78-88重量份，甲基纤维素的用量为9-16重量份，碳酸钙的用量为23-34重量份，粉煤灰的用量为41-55重量份，蜂胶的用量为18-23重量份，氧化锆的用量为9-17重量份，氨丙基三乙氧基硅烷的用量为11-18重量份，甲壳素的用量为25-35重量份。在本发明的步骤2)中，熔融的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的3D打印PC-ABS材料具有更优异的强度、韧性和耐热性，优选地，在步骤2)中，熔融至少满足以下条件：熔融温度为185-195℃，熔融时间为2-4h。在本发明的步骤2)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的3D打印PC-ABS材料具有更优异的强度、韧性和耐热性，优选地，在步骤2)中，相对于100重量份的ABS，季戊四醇的用量为38-45重量份，橄榄油的用量为4-10重量份，二茂铁的用量为3-7重量份，硼砂的用量为15-26重量份，碳纳米管的用量为1-3重量份，聚乙烯醇的用量为64-72重量份。在本发明的步骤3)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的3D打印PC-ABS材料具有更优异的强度、韧性和耐热性，优选地，在步骤3)中，所述第一熔融物与第二熔融物的重量比为1：0.4-0.6。在本发明的步骤3)中，共混的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的3D打印PC-ABS材料具有更优异的强度、韧性和耐热性，优选地，在步骤3)中，共混至少满足以下条件：共混温度为225-250℃，共混时间为3-5h。在本发明的步骤4)中，研磨的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的3D打印PC-ABS材料具有更优异的强度、韧性和耐热性，优选地，在步骤4)中，研磨采用球磨的方式进行，并球磨至少满足以下条件：大球与小球的质量比为2：2-2.6，磨球与物料的质量比为10：1.4-1.8，转速为600-1200rpm，球磨时间为25-35min。本发明还提供了一种3D打印PC-ABS材料，该3D打印PC-ABS材料通过上述的制备方法制备而得。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例11)将PC置于55℃、pH为5的盐酸水溶液中浸泡5h、过滤取滤饼，然后将滤饼、糠醇、月桂醇硫酸钠、聚醚醚酮、甲基纤维素、碳酸钙、粉煤灰、蜂胶、氧化锆、氨丙基三乙氧基硅烷、甲壳素按照100：38：21：84：14：29：48：20：14：15：30的重量比于295℃下熔融2h以制得第一熔融物；2)将ABS、季戊四醇、橄榄油、二茂铁、硼砂、碳纳米管与聚乙烯醇按照100：42：8：5：22：2：70的重量比于190℃下熔融3h以制得第二熔融物；3)将第一熔融物与第二熔融物按照1：0.5的重量比于240℃下共混4h、成型造粒以制得PC-ABS颗粒；4)将PC-ABS颗粒进行球磨(大球与小球的质量比为2：2.3，磨球与物料的质量比为10：1.6，转速为900rpm，球磨时间为30min)以制得3D打印PC-ABS材料A1。实施例21)将PC置于50℃、pH为4的磷酸水溶液中浸泡4h、过滤取滤饼，然后将滤饼、糠醇、月桂醇硫酸钠、聚醚醚酮、甲基纤维素、碳酸钙、粉煤灰、蜂胶、氧化锆、氨丙基三乙氧基硅烷、甲壳素按照100：34：14：78：9：23：41：18：9：11：25的重量比于290℃下熔融1h以制得第一熔融物；2)将ABS、季戊四醇、橄榄油、二茂铁、硼砂、碳纳米管与聚乙烯醇按照100：38：4：3：15：1：64的重量比于185℃下熔融2h以制得第二熔融物；3)将第一熔融物与第二熔融物按照1：0.4的重量比于225℃下共混3h、成型造粒以制得PC-ABS颗粒；4)将PC-ABS颗粒进行球磨(大球与小球的质量比为2：2，磨球与物料的质量比为10：1.4，转速为600rpm，球磨时间为25min)以制得3D打印PC-ABS材料A2。实施例31)将PC置于60℃、pH为6的硫酸水溶液中浸泡6h、过滤取滤饼，然后将滤饼、糠醇、月桂醇硫酸钠、聚醚醚酮、甲基纤维素、碳酸钙、粉煤灰、蜂胶、氧化锆、氨丙基三乙氧基硅烷、甲壳素按照100：42：31：88：16：34：55：23：17：18：35的重量比于305℃下熔融3h以制得第一熔融物；2)将ABS、季戊四醇、橄榄油、二茂铁、硼砂、碳纳米管与聚乙烯醇按照100：45：10：7：26：3：72的重量比于195℃下熔融4h以制得第二熔融物；3)将第一熔融物与第二熔融物按照1：0.6的重量比于250℃下共混5h、成型造粒以制得PC-ABS颗粒；4)将PC-ABS颗粒进行球磨(大球与小球的质量比为2：2.6，磨球与物料的质量比为10：1.8，转速为1200rpm，球磨时间为35min)以制得3D打印PC-ABS材料A3。对比例1按照实施例1的方法进行制得3D打印材料B1，所不同的是，步骤1)中未使用聚醚醚酮。对比例2按照实施例1的方法进行制得3D打印材料B2，所不同的是，步骤1)中未使用粉煤灰。对比例3按照实施例1的方法进行制得3D打印材料B3，所不同的是，步骤1)中未使用氨丙基三乙氧基硅烷。对比例4按照实施例1的方法进行制得3D打印材料B4，所不同的是，步骤1)中未使用氧化锆。对比例5按照实施例1的方法进行制得3D打印材料B5，所不同的是，步骤2)中未使用聚乙烯醇。对比例6按照实施例1的方法进行制得3D打印材料B6，所不同的是，步骤2)中未使用碳纳米管。对比例7按照实施例1的方法进行制得3D打印材料B7，所不同的是，步骤2)中未使用二茂铁。检测例1检测上述3D打印材料的强度、韧性和耐热性，具体结果见表1。表1拉伸强度(MPa)缺口冲击强度(KJ/cm2)耐热温度(℃)A112541.2280A212942.0275A313041.8276B18130.2220B28229.8216B37627.2241B47425.8223B58026.4217B67727.6235B77526.9228通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的3D打印PC-ABS材料具有优异的强度、韧性和耐热性。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页1 2 3