本發(fā)明涉及一種3d打印材料，尤其涉及一種3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

3d打印(增材制造)技術(shù)是第三次工業(yè)革命最具代表性的技術(shù)之一，將推動(dòng)整個(gè)社會(huì)的產(chǎn)業(yè)變革。目前，熔融沉積成型(fdm)3d打印技術(shù)是最普及的3d打印技術(shù)，但3d打印材料的開發(fā)限制了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。fdm所使用的原料通常為熱塑性高分子材料，包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、聚乳酸(pla)、聚酰胺(pa)、聚己內(nèi)酯(pcl)等，在樣板制作、模具制造、生物醫(yī)用材料制備以及學(xué)校教育等方面均有廣泛的應(yīng)用。

abs是一種廣泛應(yīng)用的高分子聚合物，其中a代表丙烯腈，提供耐化學(xué)性和抗沖擊性，b代表丁二烯，提供韌性和抗沖擊性，s代表苯乙烯，賦予剛性和易加工性；其結(jié)構(gòu)為聚丁二烯橡膠與苯乙烯-丙烯腈(san)樹脂的接枝共聚物，同時(shí)具有橡膠分散相和基體樹脂連續(xù)相的二相結(jié)構(gòu)。由于abs具有耐熱、耐低溫、抗沖擊、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好、易著色等優(yōu)點(diǎn)，因而成為3d打印的常用原料。但是一般abs材料打印翹曲嚴(yán)重，限制了其在較大尺寸制件上的應(yīng)用，所以這一問題需要解決。

中國(guó)專利cn105733169a公開了一種低翹曲abs專用3d打印料的制備方法，其由abs與sio2無機(jī)粉體共混所制成，但是其sio2無機(jī)粉體處理過程繁瑣冗長(zhǎng)，且實(shí)際制備的是低翹曲pa6專用3d打印料。

中國(guó)專利cn105482355a公開了一種用于3d打印abs材料的增強(qiáng)增韌劑及由其制備的abs復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用，該增強(qiáng)增韌劑由硅烷偶聯(lián)劑改性的埃洛石納米管和sbs增韌劑組成，該材料在強(qiáng)度、韌性、流動(dòng)性、固化速率以及耐老化性、產(chǎn)品表面光澤度高方面有改善，但是在材料的翹曲性方面未提及，且其本身不是針對(duì)低翹曲abs材料而制備的。

目前，abs材料由于打印穩(wěn)定性差、打印極易翹曲導(dǎo)致無法打印較大尺寸制件等問題阻礙了abs3d打印材料的應(yīng)用，所以abs3d打印材料翹曲問題亟待進(jìn)一步解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法，以解決abs3d打印材料的無法打印、打印穩(wěn)定性差、打印極易翹曲導(dǎo)致無法打印較大尺寸制件的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種3d打印用低翹曲abs材料，由如下重量份數(shù)的組分組成：

所述pb-g-san共聚物的pb橡膠含量為60％，橡膠粒徑約為300nm，苯乙烯/丙烯腈＝1/3質(zhì)量比。

所述san樹脂的an含量為23.7％，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量(mn)為49400，重均相對(duì)分子質(zhì)量(mw)為148000，mw/mn為3，本體聚合生產(chǎn)。

控制abs的收縮率，可以改善打印時(shí)發(fā)生的翹曲；控制abs的重均分子量和分子量分布，能使其實(shí)現(xiàn)3d打印性能；控制abs的熔融指數(shù)，提高其加工和打印穩(wěn)定性。所述的3d打印用低翹曲abs材料，其特征在于：

所述防翹曲填料為滑石粉、碳酸鈣、硫酸鈣、高嶺土、玻璃微珠中的至少一種；所述防翹曲填料的粒徑為0.1μm-50μm。

所述偶聯(lián)劑為馬來酸酐接枝物、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。

所述抗氧劑為受阻酚類、受阻胺類、亞磷酸酯類、硫酸酯類中的至少一種?？寡鮿┯糜谔岣卟牧系哪蜔嵝阅堋?/p>

所述潤(rùn)滑劑為蠟類、硅酮類、酰胺類、硬脂酸類中的至少一種。潤(rùn)滑劑主要起分散防翹曲填料和對(duì)材料的內(nèi)外潤(rùn)滑性能進(jìn)行改善的作用。

所述抗紫外劑為水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類、受阻胺類中的至少一種。抗紫外劑能提高材料的耐候性和耐久性。

上述3d打印用低翹曲abs材料的制備方法，具體步驟如下：

步驟1：按3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法的組分配比稱取各組分原料，將各組分機(jī)械混合均勻；

步驟2：將混合好的物料通過雙螺桿擠出機(jī)擠出，經(jīng)常溫冷卻、風(fēng)干、切粒，制成改性abs粒料；

步驟3：將改性abs粒料通過3d打印材料擠出機(jī)擠出，經(jīng)高溫恒溫冷卻、中溫恒溫冷卻、常溫冷卻、風(fēng)干、拉條、繞卷，制成3d打印用低翹曲abs材料。

在步驟2中，雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為210℃-230℃。

在步驟3中，3d打印材料擠出機(jī)的加工溫度為210℃-230℃，高溫恒溫冷卻溫度為50℃-70℃，中溫恒溫冷卻為20℃-50℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明的3d打印用低翹曲abs材料嚴(yán)格控制abs的收縮率、重均分子量、分子量分布、熔融指數(shù)，實(shí)現(xiàn)了abs的打印，提高了abs的打印穩(wěn)定性，同時(shí)在一定程度上控制打印時(shí)的翹曲。

具體實(shí)施方式

打印翹曲度測(cè)試：打印平板模型，測(cè)量其打印長(zhǎng)寬高尺寸分別為100mm*100mm*10mm平板模型時(shí)的翹曲度，其中，翹曲度＝翹曲高度×100％/對(duì)角線長(zhǎng)。

下文中的重量份可以表示本領(lǐng)域常規(guī)的單位計(jì)量，如千克、克等，也可以表示的是各組分之間的比例，如質(zhì)量或重量比等。

以下結(jié)合具體優(yōu)選實(shí)施例對(duì)上述3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法及其制備工藝進(jìn)行詳細(xì)闡述。下述各實(shí)施例中3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法所含的組分均在上文所述3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法的種類和含量范圍內(nèi)選用。

實(shí)施例1：

步驟1：稱取各組分原料，將pb-g-san共聚物5份、san樹脂45份、玻璃微珠5份、硅烷偶聯(lián)劑0.5份、抗氧劑1680.3份、硬脂酸鎂1份、滑石粉3份機(jī)械混合均勻；

步驟2：將混合好的物料通過雙螺桿擠出機(jī)擠出，加工溫度為220℃，經(jīng)常溫冷卻、風(fēng)干、切粒，制成改性abs粒料；

步驟3：將改性abs粒料通過3d打印材料擠出機(jī)擠出，加工溫度為210℃，經(jīng)50℃高溫恒溫冷卻、20℃中溫恒溫冷卻、常溫冷卻、風(fēng)干、拉條、繞卷，制成3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法。

實(shí)施例2：

步驟1：稱取各組分原料，將pb-g-san共聚物10份、san樹脂40份、玻璃微珠5份、硅烷偶聯(lián)劑0.5份、抗氧劑10100.3份、硬脂酸鈣1份、滑石粉3份、抗紫外劑9440.5份、鈦白粉1份機(jī)械混合均勻；

步驟2：將混合好的物料通過雙螺桿擠出機(jī)擠出，加工溫度為220℃，經(jīng)常溫冷卻、風(fēng)干、切粒，制成改性abs粒料；

步驟3：將改性abs粒料通過3d打印材料擠出機(jī)擠出，加工溫度為210℃，經(jīng)70℃高溫恒溫冷卻、50℃中溫恒溫冷卻、常溫冷卻、風(fēng)干、拉條、繞卷，制成3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法。

實(shí)施例3：

步驟1：稱取各組分原料，將將pb-g-san共聚物15份、san樹脂35份、玻璃微珠5份、硅烷偶聯(lián)劑0.5份、抗氧劑10100.1份、抗氧劑1680.2份、ebs0.1份、硬脂酸鈣0.1份、滑石粉3份、抗紫外劑v7030.1份機(jī)械混合均勻；

步驟2：將混合好的物料通過雙螺桿擠出機(jī)擠出，加工溫度為210℃，經(jīng)常溫冷卻、風(fēng)干、切粒，制成改性abs粒料；

步驟3：將改性abs粒料通過3d打印材料擠出機(jī)擠出，加工溫度為210℃，經(jīng)50℃高溫恒溫冷卻、20℃中溫恒溫冷卻、常溫冷卻、風(fēng)干、拉條、繞卷，制成3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法。

實(shí)施例4：

步驟1：稱取各組分原料，將pb-g-san共聚物20份、san樹脂30份、玻璃微珠5份、硅烷偶聯(lián)劑0.5份、抗氧劑10100.1份、抗氧劑1680.2份、ebs0.1份、硬脂酸鈣0.1份、滑石粉3份機(jī)械混合均勻；

步驟2：將混合好的物料通過雙螺桿擠出機(jī)擠出，加工溫度為210℃，經(jīng)常溫冷卻、風(fēng)干、切粒，制成改性abs粒料；

步驟3：將改性abs粒料通過3d打印材料擠出機(jī)擠出，加工溫度為210℃，經(jīng)50℃高溫恒溫冷卻、30℃中溫恒溫冷卻、常溫冷卻、風(fēng)干、拉條、繞卷，制成3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法。

實(shí)施例5：

步驟1：稱取各組分原料，將pb-g-san共聚物25份、san樹脂25份、玻璃微珠5份、硅烷偶聯(lián)劑0.5份、抗氧劑10100.1份、抗氧劑1680.2份、ebs0.1份、硬脂酸鈣0.1份、滑石粉3份機(jī)械混合均勻；

步驟2：將混合好的物料通過雙螺桿擠出機(jī)擠出，加工溫度為220℃，經(jīng)常溫冷卻、風(fēng)干、切粒，制成改性abs粒料；

步驟3：將改性abs粒料通過3d打印材料擠出機(jī)擠出，加工溫度為210℃，經(jīng)50℃高溫恒溫冷卻、20℃中溫恒溫冷卻、常溫冷卻、風(fēng)干、拉條、繞卷，制成3d打印用低翹曲abs材料。

對(duì)比例1：

將奇美abspa-757粒料通過3d打印材料擠出機(jī)擠出，加工溫度為210℃，經(jīng)50℃高溫恒溫冷卻、20℃中溫恒溫冷卻、常溫冷卻、風(fēng)干、拉條、繞卷，制成3d打印用abs材料。

相關(guān)性能測(cè)試：

將上述實(shí)施例1-5和對(duì)比例1提供的加工特點(diǎn)和產(chǎn)品性能如表1所示。

以上是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的3d打印用低翹曲abs材料及其制備方法及其制備工藝進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

表1實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)比