[发明专利]一种用于3D打印的ABS材料及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印领域，特别涉及应用于3D打印的ABS材料；本发明还涉及一种制备这种ABS材料的工艺。

背景技术

3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术一般应用在模具制造及工业设计等领域，特别是应用于生产前的样品制造，而随着技术的发展，也逐渐用于一些产品的直接制造。现有技术中，3D打印常用的塑胶材料的ABS材料，采用“层层叠加，层间粘接”的制造方法，但是受限于材料本身的强度及粘结性能，打印出来的产品强度不够，很容易出现破碎、开裂等问题，这样就极大的滞碍了3D打印技术的发展。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种应用于3D打印的ABS材料，本发明还提供一种制备这种ABS材料的工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应用于3D打印的ABS材料，由下述重量份的组分组成：

ABS树脂50～70份；

增韧剂10～30份；

扩散剂7～9份；

润滑剂3～5份；

粘结剂5～15份。

作为上述方案的进一步改进方式，所述ABS树脂为下列之一或者其中两种以上的混合物：橡胶粒径为0.8～1.0μm的本体ABS；橡胶粒径为0.1～0.2μm的本体ABS；橡胶粒径为1.5～3.0μm的本体ABS。优选地，所述ABS树脂由下述重量份的组分组成：0.8～1.0μm的本体ABS，30～50份；橡胶粒径为0.1～0.2μm的本体ABS，10～30份；橡胶粒径为1.5～3.0μm的本体ABS，30～45份。这样混合后的ABS树脂中，橡胶粒径的分布呈现多峰，具有较好的增强增韧效果。

作为上述方案的进一步改进方式，增韧剂为：玻璃纤维，其单丝直径为3～10μm，长径比L/D=5～15；优选地单丝直径为3～5μm，长径比L/D为8～10。玻璃纤维和ABS中的不同粒径的橡胶颗粒配合，可以达到更好的增强增韧效果，同时在3D打印成型，玻璃纤维可以增强层与层之间的连接强度。

作为上述方案的进一步改进方式，扩散剂为亚甲基双萘磺酸钠。

作为上述方案的进一步改进方式，润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。

作为上述方案的进一步改进方式，粘结剂为乙酸乙酯。

上述实施例的ABS材料中，还可以增加其他添加剂组分，其用量足以使配混物获得所需的加工性质或使用性能。添加剂的量不应造成浪费或对配混物的加工或使用性能有害。热塑性配混领域的技术人员无需过多的实验，仅须参考一些文献，例如来自“塑料设计库”的“塑料添加剂数据库”，就能够选择不同类型的添加剂加入本发明的配混物中。任选的添加剂的包括:颜料、香料、杀生物剂（抗菌剂、杀真菌剂和防霉剂）、抗雾化剂、抗静电剂、加工助剂、脱模剂、隔离剂、稳定剂、紫外光吸收剂、粘度调节剂中的一种或多种。

具体地，本发明也提供了一种制备上述ABS材料的方法，包括步骤：

1）准备如权利要求1所述的ABS材料的各组分，常温搅拌混合均匀，优选地，采用混炼机于常温条件下混合搅拌10～40分钟后，形成混合均匀的物料；

2）将混合均匀的物料投放进平行双螺杆挤出机，180～220℃条件下进行熔融塑化，形成熔体；优选地，采用长径比(L/D)为小于等于1/36的平行双螺杆挤出机，在180～220℃条件下进行熔融塑化，形成熔体；其反应温度为：后段190～210℃，中段200～220℃，前段210～230℃，螺杆转速为120～180rpm；

3）将熔体进一步均匀混炼，经过平行双螺杆挤出机口模压挤出、成型冷却。

上述步骤3）中，熔体挤出后可以使用常用的水下切粒机进行造粒，制得颗粒形式的ABS材料；也可以制得丝条形式的ABS材料；或者进行进一步研磨制得粉状的材料。

本发明的有益效果是：本发明通过在具有不同橡胶粒径的本体ABS的混合集配，增强增韧，进一步的加入玻璃纤维，配合ABS中的橡胶颗粒增强增韧，并增加其制成的3D打印产品层间的连接强度；由于ABS树脂中的腈基是较强的极性基团，而乙酸乙酯作为一种极性基团可改善极性被粘物之间的黏结性能，通过加入乙酸乙酯，可使ABS材料间的互相粘结的更加紧密，在另一方面增强了以这材料制成的3D打印产品的强度，扩散剂的加入进一步改善了各组分的均匀混合，以达到更好的材料性能。本发明的ABS材料可用于制备三维打印熔融沉积快速成型的打印材料。

具体实施方式