一種3d打印材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高分子技術領域，具體涉及一種3D打印材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]3D打印是通過計算機建模并控制，通過熱力溶解重建或是激光成型技術，構建立體物體的一個過程。由于過程與傳統打印相似，所以被形象地稱之為“3D打印”。而所謂的3D打印機與普通打印機工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實實在在的原材料，打印機與電腦連接后，通過電腦控制可以把“打印材料” 一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。
[0003]3D打印常用材料有尼龍玻纖、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。最常見的是ABS材料。這種材料的打印溫度為210?240°C，加熱板的溫度為80°C以上。ABS的玻璃轉化溫度(這種塑料開始軟化的溫度)為105°C。材料的性質方面，從熱端的角度來看，ABS塑料相當容易打印。無論用什么樣的擠出機，都會滑順地擠出材料，不必擔心堵塞或凝固。ABS彈性十足，適合做成穿戴用品，只要以適當的溫度打印，讓層層材料牢牢黏住，ABS的強度就會變得相當高。ABS具有柔軟性，即使承受壓力也只會彎曲，不會折斷。然而這種材料具有遇冷收縮的特性，會從加熱板上局部脫落、懸空，造成問題。
【發明內容】
[0004]發明目的:本發明的目的是提供一種3D打印材料的制備方法，通過該方法可以得到熱穩定性較好的3D打印材料。
[0005]技術方案:本發明提供了一種3D打印材料的制備方法，其特征在于將ABS接枝粉加上添加劑，與SAN顆粒混合，混合均勻后，擠壓，造粒，得到產品；所述的三種原料的配比為:以重量份數計，ABS接枝粉40?70份，添加劑5?10份，SAN顆粒30?50份；所述的添加劑為苯并噻唑或聚酰亞胺。
[0006]所述的ABS接枝粉通過以下方法得到:將乳化劑、硫醇、過硫酸鉀組成的溶液與丁二烯聚合，反應溫度90?93攝氏度，反應時間15?18小時，反應后，用液氨冷卻；加入將丙稀腈、α -甲基苯乙烯單體，再加入引發劑，反應溫度為90?95攝氏度，反應時間5?6小時，反應結束后進行凝聚，凝聚溫度90?95攝氏度，將凝聚得到的細顆粒，洗滌后，干燥，得到ABS接枝粉。該過程中所述的乳化劑為油酸鉀皂；所述的引發劑為過氧化異丙苯；所述的凝聚劑為稀硫酸或明礬。
[0007]所述SAN顆粒通過以下方法得到:由α -甲基苯乙烯單體、丙烯腈和N-苯基馬來酰胺亞胺組成的物料預熱后進行聚合反應，溫度為120?150攝氏度，壓力0.196?0.294兆帕，反應后除去揮發組分，得到熔融狀的樹脂，冷卻，擠條，切粒，得到SAN顆粒。丙烯腈與α -甲基苯乙烯單體的質量比為3:7。N-苯基馬來酰胺亞胺占單體重量的5%?10%。
[0008]除去揮發組分的具體步驟為:后從聚合釜出來的物料在0.196兆帕壓力下閃蒸除去大部分丙烯腈和部分α -甲基苯乙烯單體、N-苯基馬來酰胺亞胺，然后加熱至240攝氏度，在2.67千帕壓力下再脫除殘余的α -甲基苯乙烯單體。
[0009]有益效果:本發明提供的制備方法，反應條件溫和，操作簡單，利用本方法制得的3D打印材料具有良好的熱穩定性，受熱形變小。
【具體實施方式】
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[0010]實施例1
[0011]將乳化劑油酸鉀皂lg、硫醇5g、過硫酸鉀0.5g組成的助劑溶液與丁二烯10g —起加入聚合釜中，反應溫度90攝氏度，反應時間16小時，反應后，用液氨冷卻，得到聚丁二烯膠乳。丁二烯的轉化率80%。
[0012]將丙稀腈lg，α -甲基苯乙烯單體60g和上述得到的聚丁二烯膠乳5g加入到反應釜中，以過氧化異丙苯為引發劑，反應溫度為90攝氏度，反應時間5小時，反應結束后進行凝聚，凝聚劑為稀硫酸或明礬，凝聚溫度90攝氏度，凝聚得到細顆粒，洗滌后，干燥，得到ABS接枝粉。干燥后的ABS接枝粉含水量小于0.5%%。單體的轉化率為88%。
[0013]由α -甲基苯乙烯單體70g、丙烯腈30g和N-苯基馬來酰胺亞胺7g組成的物料經預熱后進入聚合釜，聚合反應溫度為120攝氏度，壓力0.196兆帕，反應后從聚合釜出來的物料在0.196兆帕壓力下閃蒸除去大部分丙烯腈和部分α -甲基苯乙烯單體、N-苯基馬來酰胺亞胺等揮發組分。然后加熱至240攝氏度后，在2.67千帕壓力下再脫除殘余的α-甲基苯乙烯單體等揮發組分，得到熔融狀的樹脂，冷卻后擠條，切粒得到SAN顆粒。
[0014]將40份ABS接枝粉與30份SAN顆粒加上10份苯并噻唑在混合器中混合，然后進入雙螺桿擠出機中擠出造粒。得到產品。經檢測，抗沖級強度達到165J/m。
[0015]實施例2
[0016]將乳化劑油酸鉀皂2g、硫醇15g、過硫酸鉀Ig組成的助劑溶液與丁二烯10g —起加入聚合釜中，反應溫度93攝氏度，反應時間16小時，反應后，用液氨冷卻，得到聚丁二烯膠乳。丁二烯的轉化率83%。
[0017]將丙稀腈40g，α -甲基苯乙烯單體85g和上述得到的聚丁二烯膠乳15g加入到反應釜中，以過氧化異丙苯為引發劑，反應溫度為90攝氏度，反應時間6小時，反應結束后進行凝聚，凝聚劑為稀硫酸或明礬，凝聚溫度90攝氏度，凝聚得到細顆粒，洗滌后，干燥，得到ABS接枝粉。干燥后的ABS接枝粉含水量小于I %。單體的轉化率為88%。
[0018]由α -甲基苯乙烯單體70g、丙烯腈30g和N-苯基馬來酰胺亞胺7g組成的物料經預熱后進入聚合釜，聚合反應溫度為150攝氏度，壓力0.294兆帕，反應后從聚合釜出來的物料在0.196兆帕壓力下閃蒸除去大部分丙烯腈和部分α -甲基苯乙烯單體、N-苯基馬來酰胺亞胺等揮發組分。然后加熱至240攝氏度后，在2.67千帕壓力下再脫除殘余的α-甲基苯乙烯單體等揮發組分，得到熔融狀的樹脂，冷卻后擠條，切粒得到SAN顆粒。
[0019]將50份ABS接枝粉與40份SAN顆粒加上10份聚酰亞胺在混合器中混合，然后進入雙螺桿擠出機中擠出造粒。得到產品。經檢測，抗沖級強度達到171J/m。
[0020]實施例3
[0021]將乳化劑油酸鉀皂lg、硫醇5g、過硫酸鉀0.5g組成的助劑溶液與丁二烯10g —起加入聚合釜中，反應溫度90攝氏度，反應時間16小時，反應后，用液氨冷卻，得到聚丁二烯膠乳。丁二烯的轉化率80%。
[0022]將丙稀腈lg，α -甲基苯乙烯單體60g和上述得到的聚丁二烯膠乳5g加入到反應釜中，以過氧化異丙苯為引發劑，反應溫度為90攝氏度，反應時間5小時，反應結束后進行凝聚，凝聚劑為稀硫酸或明礬，凝聚溫度90攝氏度，凝聚得到細顆粒，洗滌后，干燥，得到ABS接枝粉。干燥后的ABS接枝粉含水量小于0.5%%。單體的轉化率為88%。
[0023]由α -甲基苯乙烯單體70g、丙烯腈30g和N-苯基馬來酰胺亞胺7g組成的物料經預熱后進入聚合釜，聚合反應溫度為150攝氏度，壓力0.294兆帕，反應后從聚合釜出來的物料在0.196兆帕壓力下閃蒸除去大部分丙烯腈和部分α -甲基苯乙烯單體、N-苯基馬來酰胺亞胺等揮發組分。然后加熱至240攝氏度后，在2.67千帕壓力下再脫除殘余的α-甲基苯乙烯單體等揮發組分，得到熔融狀的樹脂，冷卻后擠條，切粒得到SAN顆粒。
[0024]將50份ABS接枝粉與40份SAN顆粒加上10份聚酰亞胺在混合器中混合，然后進入雙螺桿擠出機中擠出造粒。得到產品。經檢測，抗沖級強度達到172J/m。
【主權項】
1.一種3D打印材料的制備方法，其特征在于將ABS接枝粉加上添加劑，與SAN顆粒混合，混合均勻后，擠壓，造粒，得到產品； 所述的三種原料的配比為:以重量份數計，ABS接枝粉40?70份，添加劑5?10份，SAN顆粒30?50份；所述的添加劑為苯并噻唑或聚酰亞胺。
2.如權利要求1所述的3D打印材料的制備方法，其特征在于所述的ABS接枝粉通過以下方法得到:將乳化劑、硫醇、過硫酸鉀組成的溶液與丁二烯聚合，反應溫度90?93攝氏度，反應時間15?18小時，反應后，用液氨冷卻； 加入將丙稀腈、α -甲基苯乙烯單體，再加入引發劑，反應溫度為90?95攝氏度，反應時間5?6小時，反應結束后進行凝聚，凝聚溫度90?95攝氏度，將凝聚得到的細顆粒，洗滌后，干燥，得到ABS接枝粉。
3.如權利要求2所述的3D打印材料的制備方法，其特征在于所述的乳化劑為油酸鉀皂；所述的引發劑為過氧化異丙苯；所述的凝聚劑為稀硫酸或明礬。
4.如權利要求1所述的3D打印材料的制備方法，其特征在于所述SAN顆粒通過以下方法得到:由α -甲基苯乙烯單體、丙烯腈和N-苯基馬來酰胺亞胺組成的物料預熱后進行聚合反應，溫度為120?150攝氏度，壓力0.196?0.294兆帕，反應后除去揮發組分，得到熔融狀的樹脂，冷卻，擠條，切粒，得到SAN顆粒。
5.如權利要求4所述的3D打印材料的制備方法，其特征在于丙烯腈與α-甲基苯乙烯單體的質量比為3:7。
6.如權利要求4所述的3D打印材料的制備方法，其特征在于N-苯基馬來酰胺亞胺占單體重量的5%?10%。
7.如權利要求1所述的3D打印材料的制備方法，其特征在于除去揮發組分的具體步驟為:后從聚合釜出來的物料在0.196兆帕壓力下閃蒸除去大部分丙烯腈和部分α -甲基苯乙烯單體、N-苯基馬來酰胺亞胺，然后加熱至240攝氏度，在2.67千帕壓力下再脫除殘余的α-甲基苯乙烯單體。
【專利摘要】本發明公開了一種3D打印材料的制備方法，將ABS接枝粉加上添加劑，與SAN顆粒混合，混合均勻后，擠壓，造粒，得到產品；所述的三種原料的配比為：以重量份數計，ABS接枝粉40～70份，添加劑5～10份，SAN顆粒30～50份；所述的添加劑為聚苯醚、聚碳酸酯和改性聚丙烯酸酯的混合物。本發明提供的制備方法，反應條件溫和，操作簡單，利用本方法制得的3D打印材料具有良好的熱穩定性，受熱形變小。
【IPC分類】C08F279-04, C08F220-44, C08K5-47, C08L55-02, C08L25-16, C08L79-08, C08F212-12, B33Y70-00
【公開號】CN104845031
【申請號】CN201510275913
【發明人】魏宏輝, 徐米樂, 魏天浩, 魏妗羽
【申請人】江蘇浩宇電子科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月26日