CN107523001A - 一种abs/pc 3d耗材专用料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ABS/PC 3D耗材专用料及其制备方法。其组分按质量百分数配比为:ABS 45%~65%,PC35%~45%,增韧剂4%~10%,相容剂1%~5%,抗氧剂0.1%~0.3%,润滑剂0.1%~1%。用本发明制备的ABS/PC 3D耗材专用料在提高耗材耐冲击性能的同时,降低了制品的成型收缩率,克服了ABS耗材在打印过程中产生的底面翘曲、大型制品易断层等缺点,提高了打印制品的表面光洁度和成功率,是一种应用于3D打印技术领域的新材料。

Description

一种ABS/PC 3D耗材专用料及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及高分子复合材料技术领域,具体来说是一种ABS/PC 3D耗材专用料及 其制备方法。
背景技术
[0002] 近年来,我国3D打印技术飞速发展,3D打印市场日趋成熟,尤其是在FDM3D打印技 术领域,其设备简单,成型速度快,打印成本低,在国内得到了良好的发展。随着FDM技术的 日益成熟,3D打印耗材市场却发展缓慢,限制了3D打印技术的推广应用。ABS材料是目前国 内主流的H)M3D打印耗材。ABS是一种综合性能良好的树脂,在比较宽的温度范围内具有较 高的冲击强度和表面硬度,热变形温度比PA、PLA高,制品的尺寸稳定性好。ABS触变性优越, 适合FDM打印的需要。但是ABS这种材料具有遇冷收缩率大,对打印环境温度要求高,在打印 过程中需要对打印底板进行加热,制品在打印过程中因为遇冷易出现局部脱落、悬空等问 题。另外,在打印大件物体时,还要特别注意避免材料收缩造成制品整层剥离。PC是一种综 合性能优越的工程塑料,其成型收缩率小,尺寸稳定性高,因而适于使用Π)Μ技术制备精密 仪器中的齿轮、照相机零件等,但是PC材料加工流动性及耐应力开裂能力差,缺口冲击强度 低。将PC材料对ABS进行改性能显著改善其加工流动性和冲击强度。
[0003] 本发明制备的ABS/PC合金材料既具有PC树脂优良的耐热耐候性、尺寸稳定性、耐 冲击性能和收缩率低的特点,又具有ABS优异的电性能、耐磨性以及良好的加工流动性、价 格低廉等优点,而且有效降低制品的内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。在提尚ABS材 料的韧性和耐冲击性能的同时降低其成型收缩率和吸水率,克服了 ABS耗材冲击强度差,成 型收缩率高的缺点,获得了一种新型的ABS/PC FDM3D耗材专用料。
发明内容
[0004] 本发明制备出一种适用于Π)Μ技术的ABS/PC 3D耗材专用料,本发明改善了ABS材 料用于3D打印成型过程中材料遇冷明显收缩,打印大型制品易断层、成型制品冲击强度差 的缺点。本发明采用双螺杆高温挤出机熔融共混工艺,制备出可用于3D打印领域的一种 ABS/PC耗材专用料。
[0005] 本发明提供以下技术方案: (1) 将ABS、PC置于80〜100°C恒温干燥箱内干燥2〜3小时; (2) 按照以下组分配比配置实验材料,ABS 45%〜65%,PC 35%〜45%,增韧剂4%〜10%,相容 剂1%〜5%,抗氧剂0 · 1%〜0 · 3%,润滑剂0 · 1%〜1%; (3) 将上述实验原料置于高速混合机中充分混合2〜3分钟,得到混合均匀的实验料; (4) 将上述混合均匀的实验料通过双螺杆高温挤出机挤出、冷却、造粒,得到一种ABS/ PC 3D耗材专用料; (5) 本发明的优点在于: 本发明通过对ABS材料改性,保留其容易打印不阻塞喷头、打印平稳的特点,改善ABS耗 材收缩率大,打印大型制品易断层、成型制品冲击强度差的缺点。本发明制备的ABS/PC 3D 耗材专用料打印的样件比传统的FDM ABS样件强度高出40%,可应用于需要较高冲击强度的 功能性成型制品、工具加工、以及小批量生产。
具体实施方式
[0006] 本发明所阐述的是一种ABS/PC 3D耗材专用料及其制备方法,以下通过具体实施 例进一步进行说明,但本发明不仅限于以下实施例。
[0007] 以下实施例所用ABS树脂为吉林石化的0215A,其为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝 共聚物。PC树脂为韩国三星的1100,其为聚碳酸酯,相对密度为1.20g/cm3,熔融温度为 220-230°C的中粘度聚碳酸酯。增韧剂为罗门哈斯的MBS类增韧剂。相容剂为马来酸酐接 枝ABS,接枝率>0.8,如市售科聚公司产的2010-MAH。
[0008] 实施例一 (1) 将ABS、PC置于100 °C恒温干燥箱内干燥2小时; (2) 按照以下组分配比配置实验材料:ABS65%,PC 25%,增韧剂5%,相容剂5%,润滑剂 0.5%,抗氧剂0.3%; (3) 将上述实验原料置于高速混合机中充分混合2分钟,得到混合均匀的实验料,其中 高混机的温度设置为40°C,转速为1600r/min; (4) 将混合后的物料投置于双螺杆挤出机中,经过熔融挤出,造粒;生产工艺条件为:双 螺杆挤出机各区温度分别为:一区温度190°C、二区温度240°C、三区温度240°C、四区温度 240°C、五区温度240°C、六区温度230°C、七区温度230°C、八区温度220°C、机头温度245°C, 其中七区开真空口进行抽真空,螺杆转速为360r/min,恪体压力为6Mpa。
[0009] 实施例二 (1) 将ABS、PC置于100 °C恒温干燥箱内干燥3小时; (2) 按照以下组分配比配置实验材料:ABS 55%,PC 35%,增韧剂5%,相容剂5%,润滑剂 0.5%,抗氧剂0.3%; (3) 将上述实验原料置于高速混合机中充分混合3分钟,得到混合均匀的实验料,其中 高混机的温度设置为40°C,转速为2000r/min; (4) 将混合后的物料投置于双螺杆挤出机中,经过熔融挤出,造粒;生产工艺条件为:双 螺杆挤出机各区温度分别为:一区温度190°C、二区温度240°C、三区温度240°C、四区温度 240°C、五区温度240°C、六区温度230°C、七区温度230°C、八区温度220°C、机头温度245°C, 其中七区开真空口进行抽真空,螺杆转速为370r/min,恪体压力为7Mpa。
[0010]性能测试 拉伸强度按130527-2:2012标准进行检验; 弯曲强度和弯曲模量按I SO 178:2010标准进行检验; 缺口冲击强度按ISO179-1:2010标准进行检验; 热变形温度按13075-1&2:2013标准进行检验; 融指测试条件按照ISOl 133:2011标准进行检验; 断裂伸长率按照DIN EN ISO 527-2标准进行检验; 密度按照I SO 1183-1:2012标准进行检验; 将上述ABS/PC合金注塑成标准试样,测试性能见下表:
Figure CN107523001AD00051
通过对比可以看到本发明的ABS/PC耗材专用料的具有以下优点: 1、 本发明的ABS/PC FDM 3D耗材专用料熔体流动性增强,挤出速度平稳,耗材打印性能 和热变形温度提高,制品的热稳定性增强; 2、 本发明的ABS/PC Π)Μ 3D耗材专用料耐冲击强度和抗拉伸强度增强,有利于制品的 力学性能改善,结构强度得到增强,可作为功能原型、制造工具及最终零部件使用; 3、 本发明的ABS/PCFDM 3D耗材专用料收缩比较ABS(0215A)降低,制品内应力和成型收 缩率减小,有利于使用Π)Μ技术制备精密仪器中的齿轮、照相机零部件、医疗器械的零部件 等应用领域。
[0011]应当理解的是,以上仅为本发明的优先实施例,不能因此限制本发明的专利范围, 凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相 关领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1. 一种ABS/PC 3D耗材专用料及其制备方法,其特征在于按重量百分比,由以下组分组 成:ABS 45%〜65%,PC 35%〜45%,增韧剂4%〜10%,相容剂1%〜5%,抗氧O · 1%〜O · 3%,润滑剂O · 1%〜 1%〇
2. 根据权利要求1所述的一种ABS/PC 3D耗材专用料,其特征在于所述ABS/PC 3D耗材 专用料采用的制备工艺为双螺杆高温挤出机熔融挤出。
3. 根据权利要求1所述的一种ABS/PC 3D耗材专用料,其特征在于:所述的ABS树脂选自 丙稀腈-丁二稀-苯乙稀接枝共聚物、丙稀腈-乙稀丙稀弹性体-苯乙稀接枝共聚物、丙稀腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物或者甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物中的一种或几 种的混合物。
4. 根据权利要求1所述的一种ABS/PC 3D耗材专用料,其特征在于:所述的PC树脂选自 相对密度为1.20g/cm3,熔融温度为220-230 °C的中粘度聚碳酸酯或高粘度聚碳酸酯中的一 种或者几种的混合物。
5. 根据权利要求1所述的一种ABS/PC 3D耗材专用料,其特征在于:所述的增韧剂选自 以丁二烯橡胶相为核、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构的系列抗冲改性剂、丙烯 酸酯类抗冲改性剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、热塑性弹性体或硅橡胶中的一种 或者几种的混合物。
6. 根据权利要求1所述的一种ABS/PC 3D耗材专用料,其特征在于:所述抗氧剂为四[3-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2,4_二叔丁基苯酯)的复配混 合物。
7. 根据权利要求1所述的一种ABS/PC 3D耗材专用料,其特征在于:所述润滑剂为乙撑 脂肪酸酰胺。
8. 根据权利要求1所述的一种ABS/PC 3D耗材专用料,其特征在于所述相容剂为马来酸 酐接枝ABS,接枝率> 0.8。
9. 根据权利要求1-8中任一项所述的一种ABS/PC 3D耗材专用料及其制备方法,其特征 在于:该专用料采用以下步骤制备: (1) 将ABS、PC置于80〜100°C恒温干燥箱内干燥2〜3小时; (2) 按照以下组分配比配置实验材料,ABS 45%〜65%,PC 35%〜45%,增韧剂4%〜10%,相容 剂1%〜5%,抗氧剂0 · 1%〜0 · 3%,润滑剂0 · 1%〜1%; (3) 将上述实验原料置于高速混合机中充分混合1〜2分钟,得到混合均匀的实验料; (4) 将上述混合均匀的实验料通过双螺杆高温挤出机挤出、冷却、造粒,得到一种ABS/ PC 3D耗材专用料。
10. 根据权利要求9所述的制备方法,所述高混机的设置温度为35°C〜45°C,转速为 1500-2000r/min。
11. 根据权利要求7所述的制备方法,将混合后的物料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤 出,造粒;工艺条件为:双螺杆挤出机一区温度为180-200°C,二区温度为230-245Γ,三区 温度为230-245Γ,四区温度为230-245Γ,五区温度为230-245Γ,六区温度为220-230°C, 七区温度为220-230°C,八区温度为220-230°C,机头为230-250°C,其中七区开真空口进 行抽真空;所述双螺杆挤出机的螺杆转速为360-450r/min,熔体压力为5-10Mpa。
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