一种高韧性、高流动PS用于3D打印材料的制备方法与流程

文档序号:21720145发布日期:2020-08-05 01:10阅读:190来源:国知局
本发明涉及一种高韧性、高流动ps用于3d打印材料的制备方法,属于ps/增韧剂复合材料及其制备方法。
背景技术
:3d打印技术又被称为增材制造技术,是指利用物理、化学等方法逐层添加材料而堆积成型的成型技术,与传统成型制造方法不同在于,3d打印技术通过快速自动成型系统与计算机数据模型相结合,无需附加的机械加工和模具制造就可以制造出形状复杂的原型,近几年3d打印技术越来越受到重视并获得快速的发展,该技术在工业设计、文化艺术、医疗产业、航空航天、珠宝、影视、家电、考古、教育等领域都有广泛的应用。熔融沉积快速成型(fdm)是3d打印技术中的一种工艺,使用的耗材一般为热塑性高分子材料,利用电加热方式将丝材加热至高于其熔融温度,在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在工作台上,逐层堆积形成三维工件,ps本身因具有良好的热熔性、易挤出性、打印过程稳定、制品强度高及优异的成型性优点,广泛应用于日用品、工程用品、机械零部件等方面,并成为fdm工艺中应用最为广泛的打印耗材,但注塑级或挤出级ps应用于3d打印工艺时,普遍存在挤出拉条过程中韧性不够、流动性较差的问题,而导致fdm打印过程中易出现断丝、挤出不畅表面精度较差的现象,阻碍了ps材料在fdm领域的应用。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种高韧性、高流动ps用于3d打印材料的的配方及其制备方法,通过改善ps的韧性及流动性,解决ps材料在3d打印过程中存在的缺陷,拓展ps材料应用领域,本发明的复合材料具有高韧性、流动性好、成本低廉、易于加工等特点。为了实现上述的目的,解决ps材料在3d打印过程中存在的缺陷,本发明的技术方案为:一种高韧性、高流动ps用于3d打印材料,其特征在于由下述重量份数的组分配比而成:ps80-90份,增韧剂6-10份,相容剂4-8份,润滑剂1-2份,抗氧剂0.4-1份。该方案中增韧剂解决了ps在3d打印过程中韧性不足的问题;润滑剂的加入改善了ps在3d打印过程中流动性欠佳的问题;相容剂的加入能够使增韧剂与ps之间实现较好的相容性。该高韧性、高流动ps用于3d打印材料的制备方法,包含以下步骤:(1)按照以下组分配备配比实验材料:ps80-90份,增韧剂6-10份,相容剂4-8份,润滑剂1-2份,抗氧剂0.4-1份,(2)将上述实验原料置于高混机中充分混合5-10分钟;得到的混合均匀的材料备用;(3)将混合均匀的材料置于挤出机中挤出造粒,挤出机一区温度180-200℃、二区温度190-200℃、三区温度190-210℃、四~十区温度195-220℃、机头温度190-200℃,螺杆转速为200-300r/min,喂料频率为20-30hz。具体实施方式实施例一本实施例所指的一种高韧性、高流动ps用于3d打印材料,由以下组分组成(重量份数):ps:84份,增韧剂sbs:8份,相容剂马来酸酐接枝sbs:5份,润滑剂ebs:2份,抗氧剂1010:1份。制备方法为:按照以上组分配备配比实验材料,然后将上述实验原料置于高混机中充分混合6分钟;最后置于挤出机中挤出造粒,挤出温度为180-210℃,螺杆转速为250r/min,喂料频率为28hz。实施例二本实施例所指的一种高韧性、高流动ps用于3d打印材料,由以下组分组成(重量份数):ps:81份,增韧剂sbs:10份,相容剂马来酸酐接枝ps:6份,润滑剂白油2份,抗氧剂168:1份。制备方法为:按照以上组分配备配比实验材料,然后将上述实验原料置于高混机中充分混合8分钟;最后置于挤出机中挤出造粒,挤出温度为190-220℃,螺杆转速为280r/min,喂料频率为30hz。实施例三本实施例所指的一种高韧性、高流动ps用于3d打印材料,由以下组分组成(重量份数):ps:83份,增韧剂mbs:8份,相容剂马来酸酐接枝mbs:6份,润滑剂白油2份,抗氧剂1010:0.5份,抗氧剂168:0.5份。制备方法为:按照以上组分配备配比实验材料,然后将上述实验原料置于高混机中充分混合7分钟;最后置于挤出机中挤出造粒,挤出温度为190-230℃,螺杆转速为270r/min,喂料频率为26hz。实施例四本实施例所指的一种高韧性、高流动ps用于3d打印材料,由以下组分组成(重量份数):ps:81份,增韧剂马来酸酐接枝poe:10份,相容剂苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元无规共聚物:6份,润滑剂pe蜡:2份,抗氧剂1010:1份。制备方法为:按照以上组分配备配比实验材料,然后将上述实验原料置于高混机中充分混合10分钟;最后置于挤出机中挤出造粒,挤出温度为190-220℃,螺杆转速为280r/min,喂料频率为28hz。对比例本实施例所指的一种高韧性、高流动ps用于3d打印材料,由以下组分组成(重量份数):ps:97份,润滑剂ebs:2份,抗氧剂1010:0.5份,抗氧剂:0.5份。制备方法为:按照以上组分配备配比实验材料,然后将上述实验原料置于高混机中充分混合6分钟;最后置于挤出机中挤出造粒,挤出温度为190-220℃,螺杆转速为250r/min,喂料频率为27hz。最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。性能对比例实施例一实施例二实施例三实施例四缺口冲击强度(kj/m2)2.310.76.86.35.2弯曲强度(mpa)71.362.265.169.268弯曲模量(mpa)33633095301732403156拉伸强度(mpa)4838.440.444.642.1拉伸模量(mpa)26422348223622712289溶体质量流动度率(g/10min)10.1617.8014.1214.5414.18通过对比,可以发现,实施例相比于对比例,材料在溶体质量流动度率和缺口冲击强度上有大幅改善,实现了高韧性、高流动的特点,能够有效解决在挤出拉条过程中韧性不够、流动性较差的问题,从而改善fdm打印过程中易出现断丝、挤出不畅表面精度较差的现象。当前第1页12
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