本發明屬于3d打印技術領域,具體涉及一種摻石墨烯納米片3d打印用改性abs材料及其制備方法。
背景技術:
3d打印(3dp)即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
3d打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(aec)、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。
3d打印存在著許多不同的技術。它們的不同之處在于以可用的材料的方式,并以不同層構建創建部件。3d打印常用材料有尼龍玻纖、聚乳酸、abs樹脂、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。
其中,abs樹脂是最早用于熔融沉積成型(fdm)技術的材料,該材料的打印溫度為210-260℃,玻璃化轉化溫度為105℃,其具有很多優點,如強度較高,韌性較好,耐沖擊,絕緣性號,抗腐蝕,耐低溫,然而abs打印時需要加熱,同時該材料遇冷收縮性很明顯,容易出現翹曲、開裂等質量問題。
技術實現要素:
本發明的目的之一在于針對現有技術的不足,提供一種制備方法簡單,制備得到的改性abs材料性能優異的摻石墨烯納米片3d打印用改性abs材料的制備方法。
本發明的目的之一在于針對現有技術的不足,提供一種不易出現翹曲、開裂,遇冷收縮性能得到顯著改善的摻石墨烯納米片3d打印用改性abs材料。
本發明的技術方案在于提供一種摻石墨烯納米片3d打印用改性abs材料的制備方法,其特征在于,所述制備方法為將干燥后的sbs和abs與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,加熱后螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
本發明進一步包括以下優選的技術方案:
優選的方案中,sbs和abs的質量比為1-5:5-10。
sbs和abs的質量比進一步優選為2-4:6-8。
優選的方案中,相對100質量份abs,石墨烯納米片的加入量為1-5份。
優選的方案中,相對100質量份abs,玻璃纖維的量為5-20份。
優選的方案中,相對100質量份abs,玻璃纖維的量為5-10份。
優選的方案中,所述玻璃纖維為納米級玻璃纖維,其直徑為10-100nm。
優選的方案中,相對100質量份abs,所述表面活性劑的加入量為1-5份。
優選的方案中,所述加熱溫度為150-250℃。
所述干燥溫度優選為50-80℃,干燥方式為真空干燥。
上述制備方法所制備得到的摻石墨烯納米片3d打印用改性abs材料。
與現有技術相比,本發明的優點在于:
1、3d打印用abs材料中,單純添加玻璃纖維易容易造成各項異性,使材料的熱傳導能力不均勻。且纖維與纖維之間一般是點接觸,不利于熱量傳輸。添加一定比例的高導熱石墨烯納米片,納米片包裹在纖維表面,呈現線-面接觸,增強了復合材料內部的導熱通道,同時由于納米材料的高比表面積,還能增強填料與abs基體之間的界面粘結力,減小復合材料內部的界面熱阻。
2、通過sbs+abs+玻璃纖維+石墨烯納米片的結合,不僅大大減少了玻璃纖維所需的使用量,且在很大程度上提高了abs材料的性能。
3、翹曲、開裂現象大量減少。
4、遇冷收縮性能得到顯著改善。
具體實施方式
實施例1
將sbs和abs于65℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,200℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs20kg
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片5kg
實施例2
將sbs和abs于50℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,180℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs40kg
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維5kg
石墨烯納米片2kg
實施例3
將sbs和abs于70℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,180℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑2kg
玻璃纖維10kg
石墨烯納米片3.2kg
實施例4
將sbs和abs于75℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,200℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs30kg
abs100kg
表面活性劑2kg
玻璃纖維7kg
石墨烯納米片3kg
實施例5
將sbs和abs于50℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,220℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片2.5kg
實施例6
將sbs和abs于80℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,200℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維15kg
石墨烯納米片3kg
實施例7
將sbs和abs于55℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,250℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維8kg
石墨烯納米片5kg
對比例1
將sbs和abs于55℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入石墨烯納米片,混合,250℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
石墨烯納米片10kg
對比例2
將sbs和abs于65℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維,混合,200℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs20kg
abs100kg
表面活性劑0.5kg
玻璃纖維30kg
對比例3
將abs于65℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,200℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維40kg
石墨烯納米片10kg
對比例4
將sbs于50℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,180℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維10kg
石墨烯納米片10kg
對比例5
將sbs和abs于65℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,200℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs200kg
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片0.5kg
對比例6
將sbs和abs于65℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,200℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs20kg
abs100kg
表面活性劑1.5kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片0.5kg
對比例7
將sbs和abs于75℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,200℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs45kg
abs100kg
表面活性劑10kg
玻璃纖維25kg
石墨烯納米片4kg
對比例8
將sbs和abs于55℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片,混合,250℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維25kg
石墨烯納米片10kg
對比例9
將sbs和abs于65℃加熱,真空干燥,與表面活性劑混合均勻;然后加入玻璃纖維,混合,200℃加熱后通過螺桿擠出,干燥,得到改性后的abs材料。
其中,
sbs20kg
abs100kg
表面活性劑0.5kg
玻璃纖維25kg
以實施例1-6以及對比例1-8所述產品作為3d打印原料制備得到十批次成品,其翹曲和開裂性能如表1所示:
表1。