一種用于3d打印abs的增強增韌劑和abs復合材料及其生產方法
【專利摘要】本發明屬于3D打印用高分子材料領域，具體涉及一種用于3D打印ABS的增強增韌劑和ABS復合材料及其生產方法，該增強增韌劑由以下重量份數的原料充分混合制成：碳納米粉末15?30份；玻璃纖維4?8份；SBS樹脂粉末7?12份；該ABS復合材料由以下重量份數的原料制成：ABS樹脂粉40?60份；PLA樹脂粉15?20份；增強增韌劑10?20份；抗氧劑0.2?0.7份；擴散劑5?10份。本發明提供的增強增韌劑用于和ABS樹脂復合，可大幅度提高ABS材料的韌性及強度；本發明提供的ABS復合材料的強度及韌性有明顯增強，同時其熔體在冷卻過程中的收縮率減小至0.5％以下；本發明提供的ABS復合材料的組份中含有PLA樹脂，可使ABS復合材料用于3D打印時，刺激氣味減小。
【專利說明】
一種用于3D打印ABS的増強増韌劑和ABS復合材料及其生產 方法
技術領域
[0001] 本發明屬于3D打印用高分子材料領域，具體涉及一種用于3D打印ABS的增強增韌 劑和ABS復合材料及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 3D打印，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打印技術一般應用在 模具制造及工業設計等領域，特別是應用于生產前的樣品制造，而隨著技術的發展，也逐漸 用于一些產品的直接制造。現有技術中，3D打印常用的塑膠材料的ABS材料，采用"層層疊 加，層間粘接"的制造方法，但是受限于材料本身的強度及粘結性能，打印出來的產品強度 不夠，很容易出現破碎、開裂等問題，這樣就極大的滯礙了 3D打印技術的發展。
[0003] 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。通俗地說，3D打印機是可以"打印"出真實的3D 物體的一種設備，比如打印一個機器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所 以通俗地稱其為"打印機"是參照了普通打印機的技術原理，因為分層加工的過程與噴墨打 印十分相似。
[0004] 3D打印機打印出的產品的性能質量與打印材料的種類緊密相關，ABS材料是最早 使用也是最常用的一種3D打印材料。然而隨著時間的推移，人們對3D打印質量要求的提高， ABS材料的一些問題逐漸凸顯出來，最主要的就是ABS的韌性和強度不足及冷卻過程中因收 縮率大造成的曲翹現象。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術中的不足，本發明提供一種用于3D打印ABS的增強增韌劑和ABS復合 材料及其生產方法，本發明提供增強增韌劑可有效提高作為3D打印耗材ABS的韌性和強度， 本發明提供的ABS材料的收縮率較小，冷卻時不易曲翹。
[0006] 本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種用于3D打印ABS的增強增韌劑，由 以下重量份數的原料充分混合制成:碳納米粉末15-30份;玻璃纖維4-8份;SBS樹脂粉末7-12份。
[0007] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以有如下進一步優選或更具體的方案選 擇。
[0008] 優選的，所述碳納米粉末為碳黑、碳納米管或石墨稀粉末，所述碳納米粉末的粒徑 為30_80nm。
[0009] 優選的，所述玻璃纖維的單絲直徑為2_8μπι，長徑比為6-10。
[0010] 優選的，所述SBS樹脂粉末的粒徑為10-20μπι。
[0011] 本發明還提供一種含有上述增強增韌劑的ABS復合材料，由以下重量份數的原料 組成:ABS樹脂粉40-60份;PLA樹脂粉15-20份;增強增韌劑10-20份;抗氧劑0.2-0.7份;擴散 劑5-10份。
[0012] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以有如下進一步優選或更具體的方案選 擇。
[0013] 優選的，所述ABS樹脂粉的粒徑為0 · 15-0 · 65μπι。
[0014] 優選的，所述PLA樹脂粉的粒徑為150-225μπι。
[0015] 優選的，所述抗氧化劑為亞磷酸酯類抗氧劑。
[0016]優選的，所述擴散劑為亞甲基雙萘磺酸鈉。
[0017]本發明在上述技術方案的基礎上，還提供一種制備上述ABS復合材料的方法，將所 述各物料按比例混合均勻，再于180-210°C下熔融擠出即得。
[0018] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0019] (1)本發明提供的增強增韌劑用于和ABS樹脂復合，可大幅度提高ABS材料的韌性 及強度，其中碳納米粉末和玻璃纖維主要起強度增強作用，SBS樹脂粉末的主要起增韌作 用。
[0020] (2)本發明提供的ABS復合材料的強度及韌性有明顯增強，同時其熔體在冷卻過程 中的收縮率減小至5%以下，適用于生廣尚品質的的3D打印廣品。
[0021 ] (3)本發明提供的ABS復合材料的組份中含有PLA樹脂，PLA樹脂不僅冷卻過程中收 縮率小，同時其刺激氣味小，本發明提供的含PLA樹脂的ABS復合材料在用于3D打印時，屬于 ABS樹脂的刺激氣味明顯減小。
【具體實施方式】
[0022]以下結合【具體實施方式】對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本 發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0023] 實施例1
[0024] 一種用于3D打印ABS的增強增韌劑，由以下重量的原料充分混合制成:粒徑為30nm 的碳黑150g;單絲直徑為2μπι、長徑比為6的玻璃纖維40g;粒徑為ΙΟμπι的SBS樹脂粉末70g。 [0025] 實施例2
[0026] 一種用于3D打印ABS的增強增韌劑，由以下重量的原料充分混合制成:粒徑為65nm 的碳納米管270g;單絲直徑為5·6μπι、長徑比為8.2的玻璃纖維658;粒徑為15以111的385樹脂粉 末 100g。
[0027] 實施例3
[0028] 一種用于3D打印ABS的增強增韌劑，由以下重量的原料充分混合制成:粒徑為80nm 的石墨烯270g;單絲直徑為8μπι、長徑比為10的玻璃纖維65g;粒徑為20μπι的SBS樹脂粉末 100g〇
[0029] 對比例1
[0030] 一種用于3D打印ABS的增強增韌劑，由以下重量的原料充分混合制成:粒徑為30nm 的碳黑50g;單絲直徑為2μπι、長徑比為6的玻璃纖維40g;粒徑為ΙΟμπι的SBS樹脂粉末70g。
[0031] 對比例2
[0032] 一種用于3D打印ABS的增強增韌劑，由以下重量的原料充分混合制成:粒徑為30nm 的碳黑150g;單絲直徑為2μπι、長徑比為6的玻璃纖維40g;粒徑為ΙΟμπι的SBS樹脂粉末30g。
[0033] 實施例4
[0034] -種含有實施例1所述增強增韌劑的ABS復合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0·15μπι的ABS樹脂粉400g;粒徑為150μπι的PLA樹脂粉150g;實施例1中的增強增韌劑100g; 亞磷酸酯類抗氧劑2g;亞甲基雙萘磺酸鈉擴散劑50g。
[0035] 實施例5
[0036] -種含有實施例2所述增強增韌劑的ABS復合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0 · 42μπι的ABS樹脂粉510g;粒徑為200μπι的PLA樹脂粉180g;實施例2中的增強增韌劑150g; 亞磷酸酯類抗氧劑5g;亞甲基雙萘磺酸鈉擴散劑80g。
[0037] 實施例6
[0038] -種含有實施例3所述增強增韌劑的ABS復合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0 · 65μπι的ABS樹脂粉510g;粒徑為225μπι的PLA樹脂粉200g;實施例3中的增強增韌劑200g; 亞磷酸酯類抗氧劑7g;亞甲基雙萘磺酸鈉擴散劑100g。
[0039] 實施例7
[0040] -種含有對比例1所述增強增韌劑的ABS復合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0 · 65μπι的ABS樹脂粉510g;粒徑為225μπι的PLA樹脂粉200g;對比例1中的增強增韌劑200g; 亞磷酸酯類抗氧劑7g;亞甲基雙萘磺酸鈉擴散劑100g。
[0041 ] 實施例8
[0042] 一種含有對比例2所述增強增韌劑的ABS復合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0 · 65μπι的ABS樹脂粉510g;粒徑為225μπι的PLA樹脂粉200g;對比例2中的增強增韌劑200g; 亞磷酸酯類抗氧劑7g;亞甲基雙萘磺酸鈉擴散劑100g。
[0043] 實施例9
[0044] -種含有實施例3所述增強增韌劑的ABS復合材料，由以下重量的原料組成:粒徑 為0.65μπι的ABS樹脂粉510g;實施例3中的增強增韌劑200g;亞磷酸酯類抗氧劑7g;亞甲基雙 萘磺酸鈉擴散劑l〇〇g。
[0045] 性能測試
[0046] 使用國際標準，對實施例4至9獲得的ABS復合材料的力學性能進行測試，測試結果 及相應測試就去如下表所示：
[0047]
[0048] 從上表中可看出，本發明提供的ABS復合材料的強度及韌性均有所提升，特別的， 由實施例8和實施例9中的模塑收縮率可看出，當增強增韌劑內碳納米粉含量低或ABS復合 材料內不含PLA時，其收縮率明顯變大，這表明本發明提供的增韌劑里的碳納粉成份不僅能 增強ABS復合材料的強度，還可以降低其模塑收縮率。另外，使用實施例4至8的ABS復合材料 進行3D打印試驗，與常規ABS材料對比，刺激氣味明顯減小。
[0049] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和 原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種用于3D打印ABS的增強增韌劑，其特征在于，由以下重量份數的原料充分混合制 成:碳納米粉末15-30份;玻璃纖維4-8份;SBS樹脂粉末7-12份。2. 根據權利要求1所述的一種用于3D打印ABS的增強增韌劑，其特征在于，所述碳納米 粉末為碳黑、碳納米管或石墨稀粉末，所述碳納米粉末的粒徑為30_80nm。3. 根據權利要求1所述的一種用于3D打印ABS的增強增韌劑，其特征在于，所述玻璃纖 維的單絲直徑為2-8μπι，長徑比為6-10。4. 根據權利要求1所述的一種用于3D打印ABS的增強增韌劑，其特征在于，所述SBS樹脂 粉末的粒徑為10_20μπι。5. -種含有權利要求1至4任一項所述增強增韌劑的ABS復合材料，其特征在于，由以下 重量份數的原料組成:ABS樹脂粉40-60份;PLA樹脂粉15-20份;增強增韌劑10-20份;抗氧劑 0.2-0.7份;擴散劑5-10份。6. 根據權利要求5所述的ABS復合材料，其特征在于，所述ABS樹脂粉的粒徑為0.15- 0.65um〇7. 根據權利要求5所述的ABS復合材料，其特征在于，所述PLA樹脂粉的粒徑為150-225μ m〇8. 根據權利要求5所述的ABS復合材料，其特征在于，所述抗氧化劑為亞磷酸酯類抗氧 劑。9. 根據權利要求5所述的ABS復合材料，其特征在于，所述擴散劑為亞甲基雙萘磺酸鈉。10. -種如權利要求5至9所述的ABS復合材料的制備方法，其特征在于，將所述各物料 按比例混合均勻，再于180-210°C下熔融擠出即得。
【文檔編號】C08L67/04GK105936678SQ201610381482
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月1日
【發明人】鄭立, 趙勁民, 靳攀, 梁體洪, 劉慧
【申請人】廣西醫科大學