本發(fā)明涉及3D打印材料，具體地，涉及3D打印PC-MBS材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：3D打印材料是3D打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在某種程度上，材料的發(fā)展是決定著3D打印能否有得到更廣泛的應(yīng)用的決定性因素。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料。工程塑料指的是被用作工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料，其要求是具有優(yōu)異的強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度以及抗老化性能，常見的有MBS塑料、PC塑料以及尼龍等。雖然，這些材料自身均具有優(yōu)異的性能，但是也存在一定的缺陷，難以完全勝任工程塑料的要求；同時(shí)這些單一材料之間的兼容性也較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種3D打印PC-MBS材料及其制備方法，該3D打印PC-MBS材料具有優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，同時(shí)該制備方法具有原料易得，工序簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種3D打印PC-MBS材料的制備方法，包括：1)將PC(聚碳酸酯)置于酸液中浸泡、過濾取濾餅，然后將糠醇、月桂醇硫酸鈉、聚醚醚酮、甲基纖維素、碳酸鈣、粉煤灰、蜂膠、氧化鋯、氨丙基三乙氧基硅烷、甲殼素與濾餅進(jìn)行熔融以制得第一熔融物；2)將MBS(甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物)、季戊四醇、米糠油、二茂鐵、硼砂、碳納米管與聚醚酰亞胺進(jìn)行熔融以制得第二熔融物；3)將第一熔融物與第二熔融物進(jìn)行共混、成型造粒以制得PC-MBS顆粒；4)將PC-MBS顆粒進(jìn)行研磨以制得3D打印PC-MBS材料。本發(fā)明還提供了一種3D打印PC-MBS材料，該3D打印PC-MBS材料通過上述的制備方法制備而得。在述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過各原料以及各步驟的協(xié)同作用使得制得的3D打印PC-MBS材料具有優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，同時(shí)該制備方法具有原料易得，工序簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種3D打印PC-MBS材料的制備方法，包括：1)將PC(聚碳酸酯)置于酸液中浸泡、過濾取濾餅，然后將糠醇、月桂醇硫酸鈉、聚醚醚酮、甲基纖維素、碳酸鈣、粉煤灰、蜂膠、氧化鋯、氨丙基三乙氧基硅烷、甲殼素與濾餅進(jìn)行熔融以制得第一熔融物；2)將MBS(甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物)、季戊四醇、米糠油、二茂鐵、硼砂、碳納米管與聚醚酰亞胺進(jìn)行熔融以制得第二熔融物；3)將第一熔融物與第二熔融物進(jìn)行共混、成型造粒以制得PC-MBS顆粒；4)將PC-MBS顆粒進(jìn)行研磨以制得3D打印PC-MBS材料。在本發(fā)明的步驟1)中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的3D打印PC-MBS材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，優(yōu)選地，在步驟1)中，浸泡至少滿足以下條件：浸泡溫度為50-60℃，浸泡時(shí)間為4-6h。在本發(fā)明的步驟1)中，酸液的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的3D打印PC-MBS材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，優(yōu)選地，在步驟1)中，酸液至少滿足以下條件：pH為4-6，選自鹽酸水溶液、磷酸水溶液和硫酸水溶液中的一種或多種。在本發(fā)明的步驟1)中，熔融的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的3D打印PC-MBS材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，優(yōu)選地，在步驟1)中，熔融至少滿足以下條件：熔融溫度為290-305℃，熔融時(shí)間為1-3h。在本發(fā)明的步驟1)中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的3D打印PC-MBS材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，優(yōu)選地，在步驟1)中，相對(duì)于100重量份的濾餅，糠醇的用量為34-42重量份，月桂醇硫酸鈉的用量為14-31重量份，聚醚醚酮的用量為78-88重量份，甲基纖維素的用量為9-16重量份，碳酸鈣的用量為23-34重量份，粉煤灰的用量為41-55重量份，蜂膠的用量為18-23重量份，氧化鋯的用量為9-17重量份，氨丙基三乙氧基硅烷的用量為11-18重量份，甲殼素的用量為25-35重量份。在本發(fā)明的步驟2)中，熔融的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的3D打印PC-MBS材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，優(yōu)選地，在步驟2)中，熔融至少滿足以下條件：熔融溫度為185-195℃，熔融時(shí)間為2-4h。在本發(fā)明的步驟2)中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的3D打印PC-MBS材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，優(yōu)選地，在步驟2)中，相對(duì)于100重量份的MBS，季戊四醇的用量為38-45重量份，米糠油的用量為25-32重量份，二茂鐵的用量為3-7重量份，硼砂的用量為15-26重量份，碳納米管的用量為1-3重量份，聚醚酰亞胺的用量為41-52重量份。在本發(fā)明的步驟3)中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的3D打印PC-MBS材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，優(yōu)選地，在步驟3)中，所述第一熔融物與第二熔融物的重量比為1：1.2-1.4。在本發(fā)明的步驟3)中，共混的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的3D打印PC-MBS材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，優(yōu)選地，在步驟3)中，共混至少滿足以下條件：共混溫度為225-250℃，共混時(shí)間為3-5h。在本發(fā)明的步驟4)中，研磨的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使制得的3D打印PC-MBS材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，優(yōu)選地，在步驟4)中，研磨采用球磨的方式進(jìn)行，并球磨至少滿足以下條件：大球與小球的質(zhì)量比為2：2-2.6，磨球與物料的質(zhì)量比為10：1.4-1.8，轉(zhuǎn)速為600-1200rpm，球磨時(shí)間為25-35min。本發(fā)明還提供了一種3D打印PC-MBS材料，該3D打印PC-MBS材料通過上述的制備方法制備而得。以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例11)將PC置于55℃、pH為5的鹽酸水溶液中浸泡5h、過濾取濾餅，然后將濾餅、糠醇、月桂醇硫酸鈉、聚醚醚酮、甲基纖維素、碳酸鈣、粉煤灰、蜂膠、氧化鋯、氨丙基三乙氧基硅烷、甲殼素按照100：38：21：84：14：29：48：20：14：15：30的重量比于295℃下熔融2h以制得第一熔融物；2)將MBS、季戊四醇、米糠油、二茂鐵、硼砂、碳納米管與聚醚酰亞胺按照100：42：28：5：20：2：48的重量比于190℃下熔融3h以制得第二熔融物；3)將第一熔融物與第二熔融物按照1：1.3的重量比于240℃下共混4h、成型造粒以制得PC-MBS顆粒；4)將PC-MBS顆粒進(jìn)行球磨(大球與小球的質(zhì)量比為2：2.3，磨球與物料的質(zhì)量比為10：1.6，轉(zhuǎn)速為900rpm，球磨時(shí)間為30min)以制得3D打印PC-MBS材料A1。實(shí)施例21)將PC置于50℃、pH為4的磷酸水溶液中浸泡4h、過濾取濾餅，然后將濾餅、糠醇、月桂醇硫酸鈉、聚醚醚酮、甲基纖維素、碳酸鈣、粉煤灰、蜂膠、氧化鋯、氨丙基三乙氧基硅烷、甲殼素按照100：34：14：78：9：23：41：18：9：11：25的重量比于290℃下熔融1h以制得第一熔融物；2)將MBS、季戊四醇、米糠油、二茂鐵、硼砂、碳納米管與聚醚酰亞胺按照100：38：25：3：15：1：41的重量比于185℃下熔融2h以制得第二熔融物；3)將第一熔融物與第二熔融物按照1：1.2的重量比于225℃下共混3h、成型造粒以制得PC-MBS顆粒；4)將PC-MBS顆粒進(jìn)行球磨(大球與小球的質(zhì)量比為2：2，磨球與物料的質(zhì)量比為10：1.4，轉(zhuǎn)速為600rpm，球磨時(shí)間為25min)以制得3D打印PC-MBS材料A2。實(shí)施例31)將PC置于60℃、pH為6的硫酸水溶液中浸泡6h、過濾取濾餅，然后將濾餅、糠醇、月桂醇硫酸鈉、聚醚醚酮、甲基纖維素、碳酸鈣、粉煤灰、蜂膠、氧化鋯、氨丙基三乙氧基硅烷、甲殼素按照100：42：31：88：16：34：55：23：17：18：35的重量比于305℃下熔融3h以制得第一熔融物；2)將MBS、季戊四醇、米糠油、二茂鐵、硼砂、碳納米管與聚醚酰亞胺按照100：45：32：7：26：3：52的重量比于195℃下熔融4h以制得第二熔融物；3)將第一熔融物與第二熔融物按照1：1.4的重量比于250℃下共混5h、成型造粒以制得PC-MBS顆粒；4)將PC-MBS顆粒進(jìn)行球磨(大球與小球的質(zhì)量比為2：2.6，磨球與物料的質(zhì)量比為10：1.8，轉(zhuǎn)速為1200rpm，球磨時(shí)間為35min)以制得3D打印PC-MBS材料A3。對(duì)比例1按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得3D打印材料B1，所不同的是，步驟1)中未使用聚醚醚酮。對(duì)比例2按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得3D打印材料B2，所不同的是，步驟1)中未使用粉煤灰。對(duì)比例3按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得3D打印材料B3，所不同的是，步驟1)中未使用氨丙基三乙氧基硅烷。對(duì)比例4按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得3D打印材料B4，所不同的是，步驟1)中未使用氧化鋯。對(duì)比例5按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得3D打印材料B5，所不同的是，步驟2)中未使用聚醚酰亞胺。對(duì)比例6按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得3D打印材料B6，所不同的是，步驟2)中未使用碳納米管。對(duì)比例7按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得3D打印材料B7，所不同的是，步驟2)中未使用二茂鐵。檢測(cè)例1檢測(cè)上述3D打印材料的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，具體結(jié)果見表1。表1拉伸強(qiáng)度(MPa)缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/cm2)耐熱溫度(℃)A113241.7284A213142.8279A313441.6288B18830.1232B28729.8224B37927.8235B48125.7241B58227.7238B67928.3239B77829.1240通過上述實(shí)施例、對(duì)比例和檢測(cè)例可知，本發(fā)明提供的3D打印PC-MBS材料具有優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐熱性。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁1 2 3