一种3D打印用ABS复合材料的制作方法

文档序号:17132693发布日期:2019-03-16 01:37阅读:279来源:国知局
本发明涉及3d打印材料
技术领域
,具体涉及一种3d打印用abs复合材料。
背景技术
:3d打印是一种以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。随着3d打印技术的发展,其在工业设计、工程、汽车、航空航天、牙科和医疗等领域得到越来越广泛的应用。abs,又称abs树脂;它是一种强度高、韧性好、易于加工成型的材料;是3d打印常用的材料之一。但目前用于打印的abs材料的抗老化性能有待进一步加强。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题是,提供一种3d打印用abs复合材料,所述的abs复合材料具有很好的抗老化作用。本发明所要解决的上述技术问题,通过以下技术方案予以实现:一种3d打印用abs复合材料,其由包含如下重量份的原料制成:abs塑料70~100份;asa塑料20~40份;增韧剂5~15份;润滑剂0.5~3份;抗老剂0.5~5份。优选地,所述的3d打印用abs复合材料,其由包含如下重量份的原料制成:abs塑料80~90份;asa塑料20~30份;增韧剂5~10份;润滑剂1~2份;抗老剂1~2份。最优选地,所述的3d打印用abs复合材料,其由包含如下重量份的原料制成:abs塑料80份;asa塑料20份;增韧剂8份;润滑剂1份;抗老剂1份。优选地,所述的增韧剂选自mbs增韧剂。优选地,所述的润滑剂选自硬脂酸钙。优选地,所述的抗老剂通过如下方法制备得到:将2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐溶于有机溶剂中,然后加入3-氨基正庚烷和4-二甲氨基吡啶进行加热回流反应1~3h,冷却静止后得沉淀,即所述的抗老剂。进一步优选地,所述的有机溶剂为甲苯。进一步优选地,2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐与3-氨基正庚烷和4-二甲氨基吡啶的质量比为2.5~3.0:2.0~4.0:0.2~0.3。更进一步优选地,2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐与3-氨基正庚烷和4-二甲氨基吡啶的质量比为2.9~3.0:2.5~3.0:0.20~0.25。最优选地,2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐与3-氨基正庚烷和4-二甲氨基吡啶的质量比为2.95:2.5:0.25。进一步优选地,2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐与有机溶剂的用量比为1g:8~15ml。上述3d打印用abs复合材料的制备方法,其特征在于,包含如下步骤:先将abs塑料、asa塑料、增韧剂、润滑剂以及抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的3d打印用abs复合材料。有益效果:本发明提供了一种全新组成的3d打印用abs复合材料;由于所述的abs复合材料复合了增韧剂和抗老剂,使得该abs复合材料具有强度高、韧性好以及抗老化性能好的特点;更进一步地,本发明采用了全新方法制备得到的抗老剂,使用了该抗老剂使得本发明所述的3d打印用abs复合材料的抗老化性能进一步增强;该全新方法制备得到的抗老剂应用到3d打印用abs复合材料中,其抗老化效果要优于现有的抗老化剂。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步解释本发明,但实施例对本发明不做任何形式的限定。实施例13d打印用abs复合材料的制备原料重量份组成:abs塑料80份;asa塑料20份;增韧剂8份;润滑剂1份;抗老剂1份;所述的abs塑料选用台湾台化的牌号为ag15a1的abs;所述的asa塑料选用韩国lg的牌号为lgli-912的asa塑料;所述的增韧剂用韩国lg的牌号为em500的mbs增韧剂;所述的润滑剂为硬脂酸钙;所述的抗老剂通过如下方法制备得到:将2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐溶于甲苯中,然后加入3-氨基正庚烷和4-二甲氨基吡啶进行加热回流反应2h,冷却静止后得沉淀,即所述的抗老剂;上述反应中,2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐与3-氨基正庚烷和4-二甲氨基吡啶的质量比为2.95:2.5:0.25;2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐与有机溶剂的用量比为1g:10ml。3d打印用abs复合材料的制备方法:先将abs塑料、asa塑料、增韧剂、润滑剂以及抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的3d打印用abs复合材料。实施例23d打印用abs复合材料的制备原料重量份组成:abs塑料70份;asa塑料30份;增韧剂5份;润滑剂1份;抗老剂0.5份;所述的abs塑料选用台湾台化的牌号为ag15a1的abs;所述的asa塑料选用韩国lg的牌号为lgli-912的asa塑料;所述的增韧剂用韩国lg的牌号为em500的mbs增韧剂;所述的润滑剂为硬脂酸钙;所述的抗老剂通过如下方法制备得到:将2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐溶于甲苯中,然后加入3-氨基正庚烷和4-二甲氨基吡啶进行加热回流反应2h,冷却静止后得沉淀,即所述的抗老剂;上述反应中,2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐与3-氨基正庚烷和4-二甲氨基吡啶的质量比为2.5:2.0:0.2;2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐与有机溶剂的用量比为1g:8ml。3d打印用abs复合材料的制备方法:先将abs塑料、asa塑料、增韧剂、润滑剂以及抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的3d打印用abs复合材料。实施例33d打印用abs复合材料的制备原料重量份组成:abs塑料100份;asa塑料40份;增韧剂12份;润滑剂3份;抗老剂2份;所述的abs塑料选用台湾台化的牌号为ag15a1的abs;所述的asa塑料选用韩国lg的牌号为lgli-912的asa塑料;所述的增韧剂用韩国lg的牌号为em500的mbs增韧剂;所述的润滑剂为硬脂酸钙;所述的抗老剂通过如下方法制备得到:将2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐溶于甲苯中,然后加入3-氨基正庚烷和4-二甲氨基吡啶进行加热回流反应2h,冷却静止后得沉淀,即所述的抗老剂;上述反应中,2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐与3-氨基正庚烷和4-二甲氨基吡啶的质量比为3.0:4.0:0.3;2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐与有机溶剂的用量比为1g:15ml。3d打印用abs复合材料的制备方法:先将abs塑料、asa塑料、增韧剂、润滑剂以及抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的3d打印用abs复合材料。对比例13d打印用abs复合材料的制备原料重量份组成:abs塑料80份;asa塑料20份;增韧剂8份;润滑剂1份;所述的abs塑料选用台湾台化的牌号为ag15a1的abs;所述的asa塑料选用韩国lg的牌号为lgli-912的asa塑料;所述的增韧剂用韩国lg的牌号为em500的mbs增韧剂;所述的润滑剂为硬脂酸钙;3d打印用abs复合材料的制备方法:先将abs塑料、asa塑料、增韧剂以及润滑剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的3d打印用abs复合材料。对比例1与实施例1的区别在于,对比例1中不加入抗老剂。对比例23d打印用abs复合材料的制备原料重量份组成:abs塑料80份;asa塑料20份;增韧剂8份;润滑剂1份;抗老剂1份;所述的abs塑料选用台湾台化的牌号为ag15a1的abs;所述的asa塑料选用韩国lg的牌号为lgli-912的asa塑料;所述的增韧剂用韩国lg的牌号为em500的mbs增韧剂;所述的润滑剂为硬脂酸钙;所述的抗老剂选自常规的抗氧剂1076,化学名为:β-(3.5-二叔丁基,4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯;3d打印用abs复合材料的制备方法:先将abs塑料、asa塑料、增韧剂、润滑剂以及抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的3d打印用abs复合材料。对比例2与实施例1的不同之处在于,对比例2中的抗老剂采用常规的抗氧剂1076,而实施例1采用的是由本发明所述方法制备得到的抗老剂。对比例33d打印用abs复合材料的制备原料重量份组成:abs塑料80份;asa塑料20份;增韧剂8份;润滑剂1份;抗老剂1份;所述的abs塑料选用台湾台化的牌号为ag15a1的abs;所述的asa塑料选用韩国lg的牌号为lgli-912的asa塑料;所述的增韧剂用韩国lg的牌号为em500的mbs增韧剂;所述的润滑剂为硬脂酸钙;所述的抗老剂选自常规的抗氧剂2246,化学名为:2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);3d打印用abs复合材料的制备方法:先将abs塑料、asa塑料、增韧剂、润滑剂以及抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的3d打印用abs复合材料。对比例3与实施例1的不同之处在于,对比例3中的抗老剂采用常规的抗氧剂2246,而实施例1采用的是由本发明所述方法制备得到的抗老剂。实验例将实施例1~3和对比例1~3制备得到的3d打印用abs复合材料制成长为10cm,宽为5cm,厚度为2.0mm的薄型试样,参照标准gb/t7141-200,将薄型试样放入重力对流式热老化试验箱中,在100℃下进行人工加入老化1000h;测试3d打印用abs复合材料在人工加速老化前后的拉伸强度(拉伸强度参照astmd638标准方法测试)、悬臂梁缺口冲击强度(悬臂梁缺口冲击强度参照astmd256标准方法测试)。并计算拉伸强度保持率和冲击强度保持率;拉伸强度保持率=人工加速老化后的拉伸强度/人工加速老化前的拉伸强度×100%;冲击强度保持率=人工加速老化后的悬臂梁缺口冲击强度/人工加速老化前的悬臂梁缺口冲击强度×100%;在人工加速老化实验前后,若拉伸强度保持率以及冲击强度保持率越接近100%,则说明3d打印用abs复合材料经人工加速老化后拉伸强度以及冲击强度的变化率越小,其受热氧老化的影响越小,材料的抗老化能力越强,测试结果见表1。表1.3d打印用abs复合材料热老化实验结果实验材料拉伸强度保持率(%)冲击强度保持率(%)实施例1abs复合材料98.5103.5实施例2abs复合材料95.2106.8实施例3abs复合材料96.4105.1对比例1abs复合材料34.8215.2对比例2abs复合材料69.2154.4对比例3abs复合材料71.3162.8由表1实验数据可以看出,实施例1~3制备得到的3d打印用abs复合材料其拉伸强度保持率在90%~100%之间,冲击强度保持率在100~110%之间;其在经人工加速老化实验后的拉伸强度以及冲击强度的变化率控制在10%以内;这说明加入了有本发明制备得到的抗老剂后制备得到的abs复合材料具有优异的抗热氧老化作用,材料的力学性能受热氧化的影响很小,性能稳定。从对比例1实验数据可以看出,经人工加速老化实验后,其拉伸强度保持率为34.8%,冲击强度保持率为215.2%,拉伸强度以及冲击强度的变化率大,这说明对比例1不加入抗氧剂制备得到的3d打印用abs复合材料其抗热氧老化作用差,在受到热氧化后,材料的力学性能变化很大,性能不稳定。从对比例2和3实验数据可以看出,经人工加速老化实验后,其拉伸强度保持率分别为69.2%和71.3%,冲击强度保持率分别为154.4%和162.8%;这说加入常规抗老剂制备得到的3d打印用abs复合材料,其拉伸强度以及冲击强度的变化率比不加入抗氧剂制备得到的3d打印用abs复合材料进一步降低,但和实施例1~3制备得到的3d打印用abs复合材料相比,其变化率仍然是较高的。这说明常规的抗老剂,虽然能提高abs复合材料的抗热氧老化作用,但与本发明方法制备得到的抗老剂的相比,其对abs复合材料的抗热氧老化作用的提高程度远远不及本发明方法制备得到的抗老剂。当前第1页12
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