CN104448598A - 用于3d打印的asa复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于3D打印的ASA复合材料，由以下组分按质量百分含量组成：ASA高胶粉5％-30％、AS树脂粉30％-60％、无机粉体5％-15％、竹粉5％-20％、抗氧剂0.1％-0.5％、抗紫外剂0.1％-0.8％、色粉2％－4％和润滑剂1％－2％。该ASA复合材料的成型工艺的流动性和材料的质量稳定性与传统的3D打印用材ABS和PLA材料的相比较有很大的提高和优化，减少了3D打印时出现空心和翘曲变形等次品，实现不断丝、不堵孔，实际应用价值更高，适用范围更广。
Description
技术领域
本发明涉及ASA复合材料，特别是一种用于3D打印的ASA复合材料及其制备方法。
背景技术
随着3D打印逐渐成为更加主流的生产工艺，其制造的产品需要在不同的环境中更加耐用，并具备必要的抗紫外线性能，制造成本也需要降低，3D打印最终效果很大程度取决于用材质量。能够广泛用于3D打印技术的材料至少需要满足以下要求：打印时无刺鼻气味、熔融后流动性强、硬度高且强度好、可自动调色和价格低廉。
在3D打印技术中，熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling，FDM)的机械结构最简单，设计也最容易，制造成本、维护成本和材料成本也最低。目前，FDM主要以ABS和PLA为材料，但存在如下缺点：
ABS材料
(1)打印时有很强烈的刺鼻气味，有毒，长期使用此材料会导致畸形致癌；
(2)属于无定形聚合物，无明显熔点，加工温度在220℃以上；
(3)熔体粘度较高，流动性差，打印时容易堵住喷头，造成机器故障；
(4)热稳定不好，有吸湿倾向，耐老化性较差，产品稳定性较差；
PLA材料
(1)气体有较强毒性，会致癌；
(2)加工温度为200℃，收缩率较低，但打印较大尺寸的产品效果不好；
(3)具有较低的熔体强度，打印模型的表面光泽性较好，但易使喷头堵塞；
(4)因国内生产的材料粗制滥造，所以主要依靠国外进口，价格昂贵。
在专利CN10366590A中公开了一种“一种木质3D打印用材及其制备方法”是将PLA、ABS和木粉混合制备3D打印用材，但其解决的问题是使产品更加接近实木效果和木质属性，提高了木线的物理化学性能，有效降低了对3D打印机的性能要求，并没有解决使用上述3D打印用材时出现的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种用于3D打印的ASA复合材料，其成型工艺的流动性和材料的质量稳定性与传统的3D打印用材ABS和PLA材料的相比较有很大的提高和优化。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于3D打印的ASA复合材料，由以下组分按质量百分含量组成：
优选的，该用于3D打印的ASA复合材料，由以下组分按质量百分含量组成：
所述的无机粉体为粘土、高岭土、碳酸钙中的一种或几种。
所述的竹粉粒度为60-140目。
所述的抗氧剂为1010、168、697、双季戊四醇二亚磷酸酯(626)中的一种或几种。
所述的抗紫外剂为紫外线吸收剂UV531、UV327、UV-P、光稳定剂770、944中的一种或两种。
所述的色粉为氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑、钛白粉的一种或几种。
所述的润滑剂为硬脂酸、EBS、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸镁中的一种或几种。
所述的用于3D打印的ASA复合材料的制备方法为，将ASA高胶粉5％-30％、AS树脂粉体30％-60％、无机粉体5％-15％、竹粉5％-20％、抗氧剂0.1％-0.5％、抗紫外剂0.1％-0.8％、色粉2％－4％、润滑剂1％－2％按质量百分含量称取后，放入低速混合机下进行混合2-5分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在180-200℃下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果在于：
1.本发明提供的ASA复合材料既提高了材料的质量稳定性又改进了成型工艺的流动性，因此特别适合用于3D打印；由于加入竹粉增加了色粉混合的均匀性，避免3D打印产品出现颜色不均。
2.本发明改进了使用其他用材制得的3D打印产品表面粗糙的缺点，具有耐老化、耐冲击和耐污的优点，产品色彩鲜艳持久更加美观。
3.使用本发明提供的ASA复合材料3D打印时喷头温度降低到190℃下，克服了传统3D打印用材对加工条件要求复杂苛刻的缺点，同时达到节能降耗的目的。
综上所述：本发明提供的ASA复合材料针对3D打印技术对用材的要求设计，成型工艺的流动性和材料的质量稳定性与传统的ABS和PLA材料的相比较有很大的提高和优化，减少3D打印时出现空心和翘曲变形等次品，实现不断丝、不堵孔，实际应用价值更高，适用范围更广。
具体实施方式
为了更详细地说明本发明，给出下述制备实施例，但本发明的范围并不局限于此。
实施例1：
取18％的ASA高胶粉、48％的AS树脂粉体、12％的高岭土、15％的竹粉(60目)、0.4％的双季戊四醇二亚磷酸酯(626)、0.6％的紫外线吸收剂UV-P、4％的氧化铁黄、2％的氧化聚乙烯蜡，放入低速混合机下进行混合5分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在190℃下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
实施例2：
取5％的ASA高胶粉、60％的AS树脂粉体、15％的碳酸钙、15％的竹粉(80目)、0.5％的抗氧剂1010、0.5％的紫外线吸收剂UV531、3％的氧化铁红、1％的硬脂酸镁，将以上各组分放入低速混合机下进行混合3分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在180℃下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
实施例3：
取30％的ASA高胶粉、30％的AS树脂粉体、15％的无机粉体、20％的竹粉(140目)、0.2％的抗氧剂168、0.8％的紫外线吸收剂UV327、2％的氧化铁黄和氧化铁红混合物、2％的氧化聚乙烯蜡，将以上各组分放入低速混合机下进行混合4分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在185℃下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
实施例4：
取28％的ASA高胶粉、57％的AS树脂粉体、5％的无机粉体、5％的竹粉(100目)、0.5％的抗氧剂168、0.8％的光稳定剂770、2.7％的氧化铁黄和钛白粉混合物、1％的氧化聚乙烯蜡，将以上各组分放入低速混合机下进行混合3分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在200下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
实施例5：
取25％的ASA高胶粉、45％的AS树脂粉体、10％的碳酸钙、16.8％的竹粉(80目)、0.1％的抗氧剂697、0.1％的光稳定剂944、2％的氧化铁红、1％的硬脂酸，将以上各组分放入低速混合机下进行混合2分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在195℃下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
实施例6：
取20％的ASA高胶粉、55％的AS树脂粉体、15％的碳酸钙、6％的竹粉(100目)、0.5％的抗氧剂168、0.5％的紫外线吸收剂UV327、2％的氧化铁黑、1％的硬脂酸，将以上各组分放入低速混合机下进行混合5分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在190℃下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
实施例7：
取15％的ASA高胶粉、57％的AS树脂粉体、14％的碳酸钙、8％的竹粉(120目)、0.4％的抗氧剂1010、0.6％的紫外线吸收剂UV327、4％的氧化铁黑、1％的硬脂酸，将以上各组分放入低速混合机下进行混合5分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在183℃下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
取实施例1-6制得的ASA复合材料进行性能测试和3D打印试验，结果如下表：
Claims (9)
1.一种用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，由以下组分按质量百分含量组成：
2.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述组分的质量百分含量为：
3.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的无机粉体为粘土、高岭土、碳酸钙中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的竹粉粒度为60-140目。
5.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为1010、168、697、双季戊四醇二亚磷酸酯(626)中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的抗紫外剂为紫外线吸收剂UV531、UV327、UV-P、光稳定剂770、944中的一种或两种。
7.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的色粉为氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑、钛白粉的中一种或几种。
8.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸、EBS、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸镁中的一种或几种。
9.权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料的制备方法为，其特征在于，将权利要求1中所述的组分按质量百分含量称取，放入低速混合机下进行混合2-5分钟，然后加入平型双螺杆挤出机在180-200℃下挤出，螺杆转速250/350rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
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