一种3d打印材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种3D打印材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]3D打印是通过计算机建模并控制，通过热力溶解重建或是激光成型技术，构建立体物体的一个过程。由于过程与传统打印相似，所以被形象地称之为“3D打印”。而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料” 一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。
[0003]3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。最常见的是ABS材料。这种材料的打印温度为210?240°C，加热板的温度为80°C以上。ABS的玻璃转化温度(这种塑料开始软化的温度)为105°C。材料的性质方面，从热端的角度来看，ABS塑料相当容易打印。无论用什么样的挤出机，都会滑顺地挤出材料，不必担心堵塞或凝固。ABS弹性十足，适合做成穿戴用品，只要以适当的温度打印，让层层材料牢牢黏住，ABS的强度就会变得相当高。ABS具有柔软性，即使承受压力也只会弯曲，不会折断。然而这种材料具有遇冷收缩的特性，会从加热板上局部脱落、悬空，造成问题。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的目的是提供一种3D打印材料的制备方法，通过该方法可以得到热稳定性较好的3D打印材料。
[0005]技术方案:本发明提供了一种3D打印材料的制备方法，其特征在于将ABS接枝粉加上添加剂，与SAN颗粒混合，混合均匀后，挤压，造粒，得到产品；所述的三种原料的配比为:以重量份数计，ABS接枝粉40?70份，添加剂5?10份，SAN颗粒30?50份；所述的添加剂为苯并噻唑或聚酰亚胺。
[0006]所述的ABS接枝粉通过以下方法得到:将乳化剂、硫醇、过硫酸钾组成的溶液与丁二烯聚合，反应温度90?93摄氏度，反应时间15?18小时，反应后，用液氨冷却；加入将丙稀腈、α -甲基苯乙烯单体，再加入引发剂，反应温度为90?95摄氏度，反应时间5?6小时，反应结束后进行凝聚，凝聚温度90?95摄氏度，将凝聚得到的细颗粒，洗涤后，干燥，得到ABS接枝粉。该过程中所述的乳化剂为油酸钾皂；所述的引发剂为过氧化异丙苯；所述的凝聚剂为稀硫酸或明矾。
[0007]所述SAN颗粒通过以下方法得到:由α -甲基苯乙烯单体、丙烯腈和N-苯基马来酰胺亚胺组成的物料预热后进行聚合反应，温度为120?150摄氏度，压力0.196?0.294兆帕，反应后除去挥发组分，得到熔融状的树脂，冷却，挤条，切粒，得到SAN颗粒。丙烯腈与α -甲基苯乙烯单体的质量比为3:7。N-苯基马来酰胺亚胺占单体重量的5%?10%。
[0008]除去挥发组分的具体步骤为:后从聚合釜出来的物料在0.196兆帕压力下闪蒸除去大部分丙烯腈和部分α -甲基苯乙烯单体、N-苯基马来酰胺亚胺，然后加热至240摄氏度，在2.67千帕压力下再脱除残余的α -甲基苯乙烯单体。
[0009]有益效果:本发明提供的制备方法，反应条件温和，操作简单，利用本方法制得的3D打印材料具有良好的热稳定性，受热形变小。
【具体实施方式】
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[0010]实施例1
[0011]将乳化剂油酸钾皂lg、硫醇5g、过硫酸钾0.5g组成的助剂溶液与丁二烯10g —起加入聚合釜中，反应温度90摄氏度，反应时间16小时，反应后，用液氨冷却，得到聚丁二烯胶乳。丁二烯的转化率80%。
[0012]将丙稀腈lg，α -甲基苯乙烯单体60g和上述得到的聚丁二烯胶乳5g加入到反应釜中，以过氧化异丙苯为引发剂，反应温度为90摄氏度，反应时间5小时，反应结束后进行凝聚，凝聚剂为稀硫酸或明矾，凝聚温度90摄氏度，凝聚得到细颗粒，洗涤后，干燥，得到ABS接枝粉。干燥后的ABS接枝粉含水量小于0.5%%。单体的转化率为88%。
[0013]由α -甲基苯乙烯单体70g、丙烯腈30g和N-苯基马来酰胺亚胺7g组成的物料经预热后进入聚合釜，聚合反应温度为120摄氏度，压力0.196兆帕，反应后从聚合釜出来的物料在0.196兆帕压力下闪蒸除去大部分丙烯腈和部分α -甲基苯乙烯单体、N-苯基马来酰胺亚胺等挥发组分。然后加热至240摄氏度后，在2.67千帕压力下再脱除残余的α-甲基苯乙烯单体等挥发组分，得到熔融状的树脂，冷却后挤条，切粒得到SAN颗粒。
[0014]将40份ABS接枝粉与30份SAN颗粒加上10份苯并噻唑在混合器中混合，然后进入双螺杆挤出机中挤出造粒。得到产品。经检测，抗冲级强度达到165J/m。
[0015]实施例2
[0016]将乳化剂油酸钾皂2g、硫醇15g、过硫酸钾Ig组成的助剂溶液与丁二烯10g —起加入聚合釜中，反应温度93摄氏度，反应时间16小时，反应后，用液氨冷却，得到聚丁二烯胶乳。丁二烯的转化率83%。
[0017]将丙稀腈40g，α -甲基苯乙烯单体85g和上述得到的聚丁二烯胶乳15g加入到反应釜中，以过氧化异丙苯为引发剂，反应温度为90摄氏度，反应时间6小时，反应结束后进行凝聚，凝聚剂为稀硫酸或明矾，凝聚温度90摄氏度，凝聚得到细颗粒，洗涤后，干燥，得到ABS接枝粉。干燥后的ABS接枝粉含水量小于I %。单体的转化率为88%。
[0018]由α -甲基苯乙烯单体70g、丙烯腈30g和N-苯基马来酰胺亚胺7g组成的物料经预热后进入聚合釜，聚合反应温度为150摄氏度，压力0.294兆帕，反应后从聚合釜出来的物料在0.196兆帕压力下闪蒸除去大部分丙烯腈和部分α -甲基苯乙烯单体、N-苯基马来酰胺亚胺等挥发组分。然后加热至240摄氏度后，在2.67千帕压力下再脱除残余的α-甲基苯乙烯单体等挥发组分，得到熔融状的树脂，冷却后挤条，切粒得到SAN颗粒。
[0019]将50份ABS接枝粉与40份SAN颗粒加上10份聚酰亚胺在混合器中混合，然后进入双螺杆挤出机中挤出造粒。得到产品。经检测，抗冲级强度达到171J/m。
[0020]实施例3
[0021]将乳化剂油酸钾皂lg、硫醇5g、过硫酸钾0.5g组成的助剂溶液与丁二烯10g —起加入聚合釜中，反应温度90摄氏度，反应时间16小时，反应后，用液氨冷却，得到聚丁二烯胶乳。丁二烯的转化率80%。
[0022]将丙稀腈lg，α -甲基苯乙烯单体60g和上述得到的聚丁二烯胶乳5g加入到反应釜中，以过氧化异丙苯为引发剂，反应温度为90摄氏度，反应时间5小时，反应结束后进行凝聚，凝聚剂为稀硫酸或明矾，凝聚温度90摄氏度，凝聚得到细颗粒，洗涤后，干燥，得到ABS接枝粉。干燥后的ABS接枝粉含水量小于0.5%%。单体的转化率为88%。
[0023]由α -甲基苯乙烯单体70g、丙烯腈30g和N-苯基马来酰胺亚胺7g组成的物料经预热后进入聚合釜，聚合反应温度为150摄氏度，压力0.294兆帕，反应后从聚合釜出来的物料在0.196兆帕压力下闪蒸除去大部分丙烯腈和部分α -甲基苯乙烯单体、N-苯基马来酰胺亚胺等挥发组分。然后加热至240摄氏度后，在2.67千帕压力下再脱除残余的α-甲基苯乙烯单体等挥发组分，得到熔融状的树脂，冷却后挤条，切粒得到SAN颗粒。
[0024]将50份ABS接枝粉与40份SAN颗粒加上10份聚酰亚胺在混合器中混合，然后进入双螺杆挤出机中挤出造粒。得到产品。经检测，抗冲级强度达到172J/m。
【主权项】
1.一种3D打印材料的制备方法，其特征在于将ABS接枝粉加上添加剂，与SAN颗粒混合，混合均匀后，挤压，造粒，得到产品； 所述的三种原料的配比为:以重量份数计，ABS接枝粉40?70份，添加剂5?10份，SAN颗粒30?50份；所述的添加剂为苯并噻唑或聚酰亚胺。
2.如权利要求1所述的3D打印材料的制备方法，其特征在于所述的ABS接枝粉通过以下方法得到:将乳化剂、硫醇、过硫酸钾组成的溶液与丁二烯聚合，反应温度90?93摄氏度，反应时间15?18小时，反应后，用液氨冷却； 加入将丙稀腈、α -甲基苯乙烯单体，再加入引发剂，反应温度为90?95摄氏度，反应时间5?6小时，反应结束后进行凝聚，凝聚温度90?95摄氏度，将凝聚得到的细颗粒，洗涤后，干燥，得到ABS接枝粉。
3.如权利要求2所述的3D打印材料的制备方法，其特征在于所述的乳化剂为油酸钾皂；所述的引发剂为过氧化异丙苯；所述的凝聚剂为稀硫酸或明矾。
4.如权利要求1所述的3D打印材料的制备方法，其特征在于所述SAN颗粒通过以下方法得到:由α -甲基苯乙烯单体、丙烯腈和N-苯基马来酰胺亚胺组成的物料预热后进行聚合反应，温度为120?150摄氏度，压力0.196?0.294兆帕，反应后除去挥发组分，得到熔融状的树脂，冷却，挤条，切粒，得到SAN颗粒。
5.如权利要求4所述的3D打印材料的制备方法，其特征在于丙烯腈与α-甲基苯乙烯单体的质量比为3:7。
6.如权利要求4所述的3D打印材料的制备方法，其特征在于N-苯基马来酰胺亚胺占单体重量的5%?10%。
7.如权利要求1所述的3D打印材料的制备方法，其特征在于除去挥发组分的具体步骤为:后从聚合釜出来的物料在0.196兆帕压力下闪蒸除去大部分丙烯腈和部分α -甲基苯乙烯单体、N-苯基马来酰胺亚胺，然后加热至240摄氏度，在2.67千帕压力下再脱除残余的α-甲基苯乙烯单体。
【专利摘要】本发明公开了一种3D打印材料的制备方法，将ABS接枝粉加上添加剂，与SAN颗粒混合，混合均匀后，挤压，造粒，得到产品；所述的三种原料的配比为：以重量份数计，ABS接枝粉40～70份，添加剂5～10份，SAN颗粒30～50份；所述的添加剂为聚苯醚、聚碳酸酯和改性聚丙烯酸酯的混合物。本发明提供的制备方法，反应条件温和，操作简单，利用本方法制得的3D打印材料具有良好的热稳定性，受热形变小。
【IPC分类】C08F279-04, C08F220-44, C08K5-47, C08L55-02, C08L25-16, C08L79-08, C08F212-12, B33Y70-00
【公开号】CN104845031
【申请号】CN201510275913
【发明人】魏宏辉, 徐米乐, 魏天浩, 魏妗羽
【申请人】江苏浩宇电子科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月26日