一種耐磨3d打印材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種3D打印材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印是通過計(jì)算機(jī)建模并控制，通過熱力溶解重建或是激光成型技術(shù)，構(gòu)建立體物體的一個(gè)過程。由于過程與傳統(tǒng)打印相似，所以被形象地稱之為“3D打印”。而所謂的3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實(shí)實(shí)在在的原材料，打印機(jī)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(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)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。從熱端的角度來看，ABS塑料相當(dāng)容易打印。無論用什么樣的擠出機(jī)，都會(huì)滑順地?cái)D出材料，不必?fù)?dān)心堵塞或凝固。ABS彈性十足，適合做成穿戴用品，只要以適當(dāng)?shù)臏囟却蛴。寣訉硬牧侠卫勿ぷ?，ABS的強(qiáng)度就會(huì)變得相當(dāng)高。然而這種材料雖然強(qiáng)度較高，但是不耐磨損，經(jīng)常會(huì)外層因摩擦而破損并脫落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)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耐磨性較好的3D打印材料。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)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?；旌?，混合均勻后，擠壓，造粒，得到產(chǎn)品；所述的四種原料的配比為:以重量份數(shù)計(jì)，ABS接枝粉20?40份，添加劑5?10份，SAN顆粒20?40份，熱塑性聚氨酯彈性體橡膠50?60份；所述的添加劑為聚偏氟乙烯。
[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(yīng)溫度90?93攝氏度，反應(yīng)時(shí)間15?18小時(shí)，反應(yīng)后，用液氨冷卻；加入將丙稀腈、苯乙烯單體，再加入引發(fā)劑，反應(yīng)溫度為90?95攝氏度，反應(yīng)時(shí)間5?6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行凝聚，凝聚溫度90?95攝氏度，將凝聚得到的細(xì)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(fā)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:由苯乙烯單體、丙烯腈和乙苯組成的物料預(yù)熱后進(jìn)行聚合反應(yīng)，溫度為120?150攝氏度，壓力0.196?0.294兆帕，反應(yīng)后除去揮發(fā)組分，得到熔融狀的樹脂，冷卻，擠條，切粒，得到SAN顆粒。丙烯腈與苯乙烯單體的質(zhì)量比為3:7。乙苯占單體重量的5%?10%。
[0008]除去揮發(fā)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苯乙烯單體、乙苯，然后加熱至240攝氏度，在2.67千帕壓力下再脫除殘余的苯乙稀單體。
[0009]所述的熱塑性聚氨酯彈性體橡膠硬段由二異氰酸酯與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)生成；嵌段由二異氰酸酯與聚乙二醇反應(yīng)生成。
[0010]有益效果:本發(fā)明提供的制備方法，反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)單，利用本方法制得的3D打印材料具有良好的耐磨性能。
【具體實(shí)施方式】
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[0011]實(shí)施例1
[0012]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(yīng)溫度90攝氏度，反應(yīng)時(shí)間16小時(shí)，反應(yīng)后，用液氨冷卻，得到聚丁二烯膠乳。丁二烯的轉(zhuǎn)化率80%。
[0013]將丙稀腈lg，苯乙烯單體60g和上述得到的聚丁二烯膠乳5g加入到反應(yīng)釜中，以過氧化異丙苯為引發(fā)劑，反應(yīng)溫度為90攝氏度，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)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(xì)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(zhuǎn)化率為88%。
[0014]由苯乙烯單體70g、丙烯腈30g和乙苯7g組成的物料經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入聚合釜，聚合反應(yīng)溫度為120攝氏度，壓力0.196兆帕，反應(yīng)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苯乙烯單體、乙苯等揮發(fā)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苯乙烯單體等揮發(fā)組分，得到熔融狀的樹脂，冷卻后擠條，切粒得到SAN顆粒。
[0015]將30份ABS接枝粉與20份SAN顆粒加上10份聚偏氟乙烯及50份熱塑性聚氨酯彈性體橡膠在混合器中混合，然后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒。得到產(chǎn)品。其相對(duì)磨損率為2.35%。
[0016]實(shí)施例2
[0017]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(yīng)溫度93攝氏度，反應(yīng)時(shí)間16小時(shí)，反應(yīng)后，用液氨冷卻，得到聚丁二烯膠乳。丁二烯的轉(zhuǎn)化率83%。
[0018]將丙稀腈40g，苯乙烯單體85g和上述得到的聚丁二烯膠乳15g加入到反應(yīng)釜中，以過氧化異丙苯為引發(fā)劑，反應(yīng)溫度為90攝氏度，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)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(xì)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(zhuǎn)化率為88%。
[0019]由苯乙烯單體70g、丙烯腈30g和乙苯7g組成的物料經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入聚合釜，聚合反應(yīng)溫度為150攝氏度，壓力0.294兆帕，反應(yīng)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苯乙烯單體、乙苯等揮發(fā)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苯乙烯單體等揮發(fā)組分，得到熔融狀的樹脂，冷卻后擠條，切粒得到SAN顆粒。
[0020]將30份ABS接枝粉與20份SAN顆粒加上5份聚偏氟乙烯及60份熱塑性聚氨酯彈性體橡膠在混合器中混合，然后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒。得到產(chǎn)品。其相對(duì)磨損率為2.18%。
[0021]實(shí)施例3
[0022]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(yīng)溫度90攝氏度，反應(yīng)時(shí)間16小時(shí)，反應(yīng)后，用液氨冷卻，得到聚丁二烯膠乳。丁二烯的轉(zhuǎn)化率80%。
[0023]將丙稀腈40g，苯乙烯單體85g和上述得到的聚丁二烯膠乳15g加入到反應(yīng)釜中，以過氧化異丙苯為引發(fā)劑，反應(yīng)溫度為90攝氏度，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)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(xì)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(zhuǎn)化率為88%。
[0024]由苯乙烯單體70g、丙烯腈30g和乙苯7g組成的物料經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入聚合釜，聚合反應(yīng)溫度為150攝氏度，壓力0.294兆帕，反應(yīng)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苯乙烯單體、乙苯等揮發(fā)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苯乙烯單體等揮發(fā)組分，得到熔融狀的樹脂，冷卻后擠條，切粒得到SAN顆粒。
[0025]將30份ABS接枝粉與20份SAN顆粒加上10份聚偏氟乙烯及50份熱塑性聚氨酯彈性體橡膠在混合器中混合，然后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒。得到產(chǎn)品。其相對(duì)磨損率為2.45%。
【主權(quán)項(xiàng)】
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顆粒及熱塑性聚氨酯彈性體橡膠混合，混合均勻后，擠壓，造粒，得到產(chǎn)品； 所述的四種原料的配比為:以重量份數(shù)計(jì)，ABS接枝粉20?40份，添加劑5?10份，SAN顆粒20?40份，熱塑性聚氨酯彈性體橡膠50?60份；所述的添加劑為聚偏氟乙烯。2.如權(quán)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(yīng)溫度90?93攝氏度，反應(yīng)時(shí)間15?18小時(shí)，反應(yīng)后，用液氨冷卻； 加入將丙稀腈、苯乙烯單體，再加入引發(fā)劑，反應(yīng)溫度為90?95攝氏度，反應(yīng)時(shí)間5?6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行凝聚，凝聚溫度90?95攝氏度，將凝聚得到的細(xì)顆粒，洗滌后，干燥，得到ABS接枝粉。3.如權(quán)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(fā)劑為過氧化異丙苯；所述的凝聚劑為稀硫酸或明礬。4.如權(quán)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:由苯乙烯單體、丙烯腈和乙苯組成的物料預(yù)熱后進(jìn)行聚合反應(yīng)，溫度為120?150攝氏度，壓力0.196?0.294兆帕，反應(yīng)后除去揮發(fā)組分，得到熔融狀的樹脂，冷卻，擠條，切粒，得到SAN顆粒。5.如權(quán)利要求4所述的3D打印材料的制備方法，其特征在于丙稀腈與苯乙稀單體的質(zhì)量比為3:7。6.如權(quán)利要求4所述的3D打印材料的制備方法，其特征在于乙苯占單體重量的5%?10%。7.如權(quán)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(fā)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苯乙烯單體、乙苯，然后加熱至240攝氏度，在2.67千帕壓力下再脫除殘余的苯乙烯單體。8.如權(quán)利要求1所述的3D打印材料的制備方法，其特征在于所述的熱塑性聚氨酯彈性體橡膠硬段由二異氰酸酯與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)生成；嵌段由二異氰酸酯與聚乙二醇反應(yīng)生成。
【專利摘要】本發(fā)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?；旌?，混合均勻后，擠壓，造粒，得到產(chǎn)品；所述的四種原料的配比為：以重量份數(shù)計(jì)，ABS接枝粉20～40份，添加劑5～10份，SAN顆粒20～40份，熱塑性聚氨酯彈性體橡膠50～60份；所述的添加劑為聚偏氟乙烯。本發(fā)明提供的制備方法，反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)單，利用本方法制得的3D打印材料具有良好的耐磨性能。
【IPC分類】C08L75/08, C08F212/10, C08L25/12, C08L27/16, C08F279/04, C08L55/02, B33Y70/00
【公開號(hào)】CN104893283
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510276653
【發(fā)明人】魏宏輝, 徐米樂, 魏天浩, 魏妗羽
【申請(qǐng)人】江蘇浩宇電子科技有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月26日