本發(fā)明涉及3d打印耗材生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種耐低溫3d打印耗材的配方及制備工藝。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，3d打印技術(shù)開始得到廣泛的普及，通過電腦控制或現(xiàn)有技術(shù)中的3d打印筆，可以把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物，或者通過3d打印筆按照?qǐng)D紙或自己得想法變成實(shí)物?，F(xiàn)有的打印材料通常包含兩類：abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)和pla(通常指聚乳酸)，對(duì)于abs材料的耐低溫性并不高，在低溫下，打印出來的產(chǎn)品容易出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，而且現(xiàn)有的3d打印耗材存在降解困難、中間降解物對(duì)環(huán)境和人體造成不利影響、穩(wěn)定性不足的缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種耐低溫3d打印耗材的配方，按照重量份數(shù)有如下原料組成：
苯乙烯單體8-15份、丙烯腈單體10-18份、n-苯基馬來酰亞胺單體4-10份、乳化劑1-3份、引發(fā)劑2-5份、丁二烯膠乳10-15份、甲醇3-5份、pet基粒10-20份、無機(jī)填料4-8份、滑石粉1-3份、顏料0.4-1.2份。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，該配方按照重量份數(shù)有如下原料組成：
苯乙烯單體8份、丙烯腈單體10份、n-苯基馬來酰亞胺單體4份、乳化劑1份、引發(fā)劑2份、丁二烯膠乳10份、甲醇3份、pet基粒10份、無機(jī)填料4份、滑石粉1份、顏料0.4份。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，該配方按照重量份數(shù)有如下原料組成：
苯乙烯單體11份、丙烯腈單體14份、n-苯基馬來酰亞胺單體6份、乳化劑2份、引發(fā)劑3份、丁二烯膠乳12份、甲醇4份、pet基粒15份、無機(jī)填料6份、滑石粉2份、顏料0.8份。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，該配方按照重量份數(shù)有如下原料組成：
苯乙烯單體15份、丙烯腈單體18份、n-苯基馬來酰亞胺單體10份、乳化劑3份、引發(fā)劑5份、丁二烯膠乳15份、甲醇5份、pet基粒20份、無機(jī)填料8份、滑石粉3份、顏料1.2份。
另外本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種耐低溫3d打印耗材的制備工藝，包括如下步驟：
(1)原料的預(yù)處理：將n-苯基馬來酰亞胺在乙醇/水溶液中進(jìn)行重結(jié)晶，將丙烯腈單體和苯乙烯單體用10％的氫氧化鈉溶液洗滌除去阻聚劑；
(2)制備abs共聚物：首先將n-苯基馬來酰亞胺在苯乙烯和丙烯腈中溶解制成溶液，添加乳化劑和引發(fā)劑在70℃下聚合制得耐低溫改性劑；然后取丁二烯膠乳凝聚后在苯乙烯中溶脹，溶脹之后加入上述溶液中，并以甲苯作為溶劑，聚合反應(yīng)6-8h得到聚合物溶液；再冷卻10-20分鐘，將聚合物溶液在三氯甲烷中溶解，用甲醇沉析，過濾，重復(fù)3-7次；最后將過濾后的溶液在甲醇中反復(fù)洗滌后過濾干燥，獲得純凈的聚合物，即為abs共聚物；
(3)制備3d打印耗材：將pet基粒、abs共聚物、無機(jī)填料碳酸鈣和滑石粉于80℃真空干燥24h后以95/5的質(zhì)量比在雙螺桿擠出機(jī)中混煉擠出得到打印耗材。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(1)中的乙醇/水溶液的比例為乙醇：水溶液＝1:2。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述乳化劑選取十二苯基磺酸鈉；所述引發(fā)劑選取chp-鐵氧化還原體系。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述雙螺桿擠出機(jī)的熔融擠出溫度為260℃，主螺桿轉(zhuǎn)速250r/min，固相擠出溫度100℃，主螺桿轉(zhuǎn)速50r/min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過在制備新的abs共聚物，在基礎(chǔ)原料中添加在n-苯基馬來酰亞胺，大大改善了3d打印耗材的耐低溫特性，同時(shí)保持優(yōu)良的拉伸性能，然后結(jié)合pet基粒，在雙螺桿擠出機(jī)中混煉擠出得到3d打印耗材，具有較強(qiáng)的力學(xué)性能以及良好的穩(wěn)定性，通過添加無機(jī)填料碳酸鈣，具有存在抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐磨性的優(yōu)點(diǎn)，碳酸鈣對(duì)配制過程中材料的穩(wěn)定性有很大作用，它能夠提高制品的表面光澤和表面平整性，并且碳酸鈣組分能使涂料不沉降，易分散，光澤好等特性；添加滑石粉并在真空環(huán)境下進(jìn)行干燥，都有助于成品的擠出，提高成品的合格率。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1：
一種耐低溫3d打印耗材的配方，按照重量份數(shù)有如下原料組成：
苯乙烯單體8份、丙烯腈單體10份、n-苯基馬來酰亞胺單體4份、乳化劑1份、引發(fā)劑2份、丁二烯膠乳10份、甲醇3份、pet基粒10份、無機(jī)填料4份、滑石粉1份、顏料0.4份。
其制備工藝包括如下步驟：
步驟(1)原料的預(yù)處理：將n-苯基馬來酰亞胺在乙醇/水溶液(乙醇：水溶液＝1:2)中進(jìn)行重結(jié)晶，將丙烯腈單體和苯乙烯單體用10％的氫氧化鈉溶液洗滌除去阻聚劑；
步驟(2)制備abs共聚物：首先將n-苯基馬來酰亞胺在苯乙烯和丙烯腈中溶解制成溶液，添加乳化劑十二苯基磺酸鈉和chp-鐵氧化還原體系的引發(fā)劑在70℃下聚合制得耐低溫改性劑；然后取丁二烯膠乳凝聚后在苯乙烯中溶脹，溶脹之后加入上述溶液中，并以甲苯作為溶劑，聚合反應(yīng)6-8h得到聚合物溶液；再冷卻10-20分鐘，將聚合物溶液在三氯甲烷中溶解，用甲醇沉析，過濾，重復(fù)3-7次；最后將過濾后的溶液在甲醇中反復(fù)洗滌后過濾干燥，獲得純凈的聚合物，即為abs共聚物；
步驟(3)制備3d打印耗材：將pet基粒、abs共聚物、無機(jī)填料碳酸鈣和滑石粉于80℃真空干燥24h后以95/5的質(zhì)量比在雙螺桿擠出機(jī)中混煉擠出得到打印耗材，所述雙螺桿擠出機(jī)的熔融擠出溫度為260℃，主螺桿轉(zhuǎn)速250r/min，固相擠出溫度100℃，主螺桿轉(zhuǎn)速50r/min。
實(shí)施例2：
與實(shí)施例1不同之處在于；
一種耐低溫3d打印耗材的配方，按照重量份數(shù)有如下原料組成：
苯乙烯單體11份、丙烯腈單體14份、n-苯基馬來酰亞胺單體6份、乳化劑2份、引發(fā)劑3份、丁二烯膠乳12份、甲醇4份、pet基粒15份、無機(jī)填料6份、滑石粉2份、顏料0.8份。
實(shí)施例3：
與實(shí)施例1不同之處在于；
一種耐低溫3d打印耗材的配方，該配方按照重量份數(shù)有如下原料組成：
苯乙烯單體15份、丙烯腈單體18份、n-苯基馬來酰亞胺單體10份、乳化劑3份、引發(fā)劑5份、丁二烯膠乳15份、甲醇5份、pet基粒20份、無機(jī)填料8份、滑石粉3份、顏料1.2份。
本發(fā)明通過在制備新的abs共聚物，在基礎(chǔ)原料中添加在n-苯基馬來酰亞胺，大大改善了3d打印耗材的耐低溫特性，同時(shí)保持優(yōu)良的拉伸性能，然后結(jié)合pet基粒，在雙螺桿擠出機(jī)中混煉擠出得到3d打印耗材，具有較強(qiáng)的力學(xué)性能以及良好的穩(wěn)定性，通過添加無機(jī)填料碳酸鈣，具有存在抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐磨性的優(yōu)點(diǎn)，碳酸鈣對(duì)配制過程中材料的穩(wěn)定性有很大作用，它能夠提高制品的表面光澤和表面平整性，并且碳酸鈣組分能使涂料不沉降，易分散，光澤好等特性；添加滑石粉并在真空環(huán)境下進(jìn)行干燥，都有助于成品的擠出，提高成品的合格率。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。