CN113214593B - 一种3d打印用类abs树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种3D打印用类ABS树脂及其制备方法，所述类ABS树脂包括原料重量份数如下：类ABS低聚物5～15份、活性单体25～60份、阻聚剂0.01～0.2份、纤维1‑5份、光引发剂1～10份、消泡剂0.02～1份、流平剂0.02～1份、颜料0.03～2份、填料2～5份；所述制备方法的步骤如下：将上述配比原料，在35‑45℃的水温下，用超声波清洗机超声45‑55min，再将其置于匀浆机搅拌均匀，制得3D打印用类ABS树脂。本发明所制备的3D打印用类ABS树脂应用于3D打印领域中，对3D打印用类ABS树脂进行3D打印固化，定型固化所得到的3D打印材料收缩率为0.4％～0.9％，弹性模量值为2‑2.8Gpa，达到ABS塑料的相关性能指标要求。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印用类ABS树脂及其制备方法。
背景技术
ABS塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。ABS塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用。
中国专利CN 201611149042.7，公开了一种3D打印用改性ABS树脂，所述改性ABS树脂的质量百分比组成为：ABS树脂：40～85％；改性纳米粒子：1～10％；SAN树脂：10～40％；纤维增强ABS树脂粒料：4～30％，该发明为PLA打印方式的类ABS材料。
目前通过DLP/SLA 3D打印技术得到的产品性能难以达到ABS标准，使得很多产品难以通过3D打印进行工业化生产。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种3D打印用类ABS树脂及其制备方法。
一种3D打印用类ABS树脂，包括原料重量份数如下：类ABS低聚物5～15份、活性单体25～60份、阻聚剂0.01～0.2份、纤维1-5份、光引发剂1～10份、消泡剂0.02～1份、流平剂0.02～1份、颜料0.03～2份、填料2～5份。
优选的，所述类ABS低聚物的制备方法如下：将ABS颗粒溶解在活性单体中，并通过添加异佛尔酮二异氰酸酯和二丁基二异辛酸锡，在氮气保护下55℃-65℃反应25h-35h，制得类ABS低聚物；所述ABS颗粒：异佛尔酮二异氰酸酯：二丁基二异辛酸锡的重量比为(1-3)：18：(0.01-0.4)。
优选的，所述活性单体选自丙烯酸异冰片酯、丙烯酰吗啉、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基丙烯酸酯、四氢化糠基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、丙烯酸苯氧乙酯中的一种或多种。
优选的，所述光引发剂选自2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯、吗啉代丁苯酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、2-异丙基硫杂蒽酮、2，4-二乙基硫杂蒽酮中的一种或多种。
优选的，所述阻聚剂选自特丁基对苯二酚、对甲氧基苯酚、N-亚硝基-N-苯基羟胺铝中的一种或多种。
优选的，所述的纤维选自玻璃纤维丝、微米纤维素、碳纤维、重庆国际复合材料有限公司的5微米超细玻璃纤维、3微米超细玻璃纤维、Sappi公司的4微米纤维素、5微米纤维素、吉林市神舟炭纤维有限责任公司的200目碳纤维粉、250目碳纤维粉中的一种或多种。
优选的，所述流平剂选自比克化学的BYK354、BYK3455、BYK-377、BYK381、BYK3505中的一种或多种。
优选的，所述消泡剂选自BYK-019、BYK-1752、BYK-1790、BYK-1794、BYK-088中的一种或多种。
优选的，所述颜料选自百合花集团的P.R53:1、P.Y.174、P.V.23、P.B.15:3中的一种或多种；所述的填料选自纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化镁中的一种或多种。
优选的，其特征在于，包括如下步骤：将上述配比原料，在35-45℃的水温下，用超声波清洗机超声45-55min，再将其置于匀浆机搅拌均匀，制得3D打印用类ABS树脂。
采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：本发明所制备的3D打印用类ABS树脂应用于3D打印领域中，对3D打印用类ABS树脂进行3D打印固化，定型固化所得到的3D打印材料收缩率为0.4％～0.9％，弹性模量值为2-2.8Gpa，达到ABS塑料的相关性能指标要求。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进一步说明。
实施例1：
首先将ABS颗粒溶解在活性单体中，并通过添加异佛尔酮二异氰酸酯和二丁基二异辛酸锡，在氮气保护下60℃反应30h，得到类ABS低聚物，其中所用材料重量比：ABS：异佛尔酮二异氰酸酯：二丁基二异辛酸锡为2.5：18：0.3；
进一步：
类ABS低聚物 6份、
(Sappi公司的)4微米纤维素 1份、
乙氧基丙烯酸酯 22份、
丙烯酰吗啉 30份、
对甲氧基苯酚 0.05份、
苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦 5份、
2，4-二乙基硫杂蒽酮 2份、
BYK-1794 0.06份、
BYK354 1份、
P.Y.174 1份、
纳米氧化镁2份；
按照以上比例调配材料，在40℃的水温下，用超声波清洗机超声50min，再将其置于匀浆机搅拌均匀，得到3D打印用类ABS树脂，然后测试其性能。
实施例2：
将ABS颗粒溶解在活性单体中，并通过添加异佛尔酮二异氰酸酯和二丁基二异辛酸锡，在氮气保护下60℃反应30h，得到类ABS低聚物，其中所用材料重量比：ABS：异佛尔酮二异氰酸酯：二丁基二异辛酸锡＝2：18：0.4；
进一步：
类ABS低聚物 6份、
250目碳纤维粉 2份、
4-叔丁基环己基丙烯酸酯 28份、
丙烯酸苯氧乙酯 24份、
N-亚硝基-N-苯基羟胺铝 0.05份、
苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦 5份、
2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮 2份、
BYK-088 0.06份、
BYK381 1份、
P.B.15:3 1份、
纳米碳酸钙2份；
按照以上比例调配材料，在40℃的水温下，用超声波清洗机超声50min，再将其置于匀浆机搅拌均匀，得到3D打印用类ABS树脂，然后测试其性能。
实施例3：
将ABS颗粒溶解在活性单体中，并通过添加异佛尔酮二异氰酸酯和二丁基二异辛酸锡，在氮气保护下60℃反应30min，得到类ABS低聚物，其中所用材料重量比：ABS：异佛尔酮二异氰酸酯：二丁基二异辛酸锡＝2：18：0.4；
进一步：
类ABS低聚物 6份、
5微米超细玻璃纤维 2份、
4-叔丁基环己基丙烯酸酯 28份、
丙烯酸苯氧乙酯 24份、
N-亚硝基-N-苯基羟胺铝 0.05份、
苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦 5份、
2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮 2份、
BYK-088 0.06份、
BYK381 1份、
P.B.15:3 1份、
纳米碳酸钙 2份、
按照以上比例调配材料，在40℃的水温下，用超声波清洗机超声50分钟，再将其置于匀浆机搅拌均匀，得到3D打印用类ABS树脂，然后测试其性能。
对比例1：
聚氨酯树脂EBECRYL8311(湛新公司) 6份、
乙氧基丙烯酸酯 22份、
丙烯酰吗啉 30份、
对甲氧基苯酚 0.05份、
苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦 5份、
2,4-二乙基硫杂蒽酮 2份、
BYK-1794 0.06份、
BYK354 1份、
P.Y.174 1份、
纳米氧化镁 2份；
按照以上比例调配材料，在40℃的水温下，用超声波清洗机超声50min再将其置于匀浆机搅拌均匀，得到3D打印用类ABS树脂，然后测试其性能。
对比例2：
EBECRYL 436(湛新公司) 8份、
4-叔丁基环己基丙烯酸酯 28份、
丙烯酸苯氧乙酯 24份、
N-亚硝基-N-苯基羟胺铝 0.05份、
苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦 5份、
2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮 2份、
BYK-088 0.06份、
BYK381 1份、
P.B.15:3 1份、
纳米碳酸钙 2份；
按照以上比例调配材料，在40℃的水温下，用超声波清洗机超声50min，再将其置于匀浆机搅拌均匀，得到3D打印用类ABS树脂，然后测试其性能。
实施例与对普通光固化树脂性能对比结果如下表1：
表1
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 |
| 断裂伸长率(％) | 102 | 103 | 102 | 120 | 118 |
| 光固化活性 | 优 | 优 | 优 | 优 | 优 |
| 固化收缩率(％) | 0.5 | 0.55 | 0.45 | 2.5 | 2.6 |
| 粘度(cps/25℃) | 3.2 | 3.6 | 3.8 | 3.8 | 3.5 |
| 缺口冲击强度(KJ/m2) | 29.8 | 28.6 | 28.4 | 28.5 | 29.0 |
| 弹性模量值(GPa) | 2.1 | 2.08 | 2.5 | 1.25 | 1.32 |
参照实施例1-3与对比例1-2可知，经对比测试，实施例的固化收缩率明显低于对比例，弹性模量值明显高于对比例，故本发明对3D打印用类ABS树脂进行3D打印固化，定型固化所得到的3D打印材料收缩率为0.4％～0.9％，弹性模量值为2-2.8Gpa，达到ABS塑料的相关性能指标要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种3D打印用类ABS树脂，其特征在于，包括原料重量份数如下：类ABS低聚物5～15份、活性单体25～60份、阻聚剂0.01～0.2份、纤维1-5份、光引发剂1～10份、消泡剂0.02～1份、流平剂0.02～1份、颜料0.03～2份、填料2～5份；所述类ABS低聚物的制备方法如下：将ABS颗粒溶解在活性单体中，并通过添加异佛尔酮二异氰酸酯和二丁基二异辛酸锡，在氮气保护下55℃-65℃反应25h-35h，制得类ABS低聚物；所述ABS颗粒：异佛尔酮二异氰酸酯：二丁基二异辛酸锡的重量比为(1-3)：18：(0.01-0.4)。
所述活性单体选自丙烯酸异冰片酯、丙烯酰吗啉、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基丙烯酸酯、四氢化糠基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、丙烯酸苯氧乙酯中的一种或多种。
所述光引发剂选自2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯、吗啉代丁苯酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、2-异丙基硫杂蒽酮、2，4-二乙基硫杂蒽酮中的一种或多种；
所述阻聚剂选自特丁基对苯二酚、对甲氧基苯酚、N-亚硝基-N-苯基羟胺铝中的一种或多种；
所述的纤维选自玻璃纤维丝、微米纤维素、碳纤维、5微米超细玻璃纤维、3微米超细玻璃纤维、4微米纤维素、5微米纤维素、200目碳纤维粉、250目碳纤维粉中的一种或多种；
所述流平剂选自BYK354、BYK3455、BYK-377、BYK381、BYK3505中的一种或多种；
所述消泡剂选自BYK-019、BYK-1752、BYK-1790、BYK-1794、BYK-088中的一种或多种；
所述颜料选自P.R53:1、P.Y.174、P.V.23、P.B.15:3中的一种或多种；所述的填料选自纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化镁中的一种或多种。
2.权利要求1所述3D打印用类ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将上述配比原料，在35-45℃的水温下，用超声波清洗机超声45-55min，再将其置于匀浆机搅拌均匀，制得3D打印用类ABS树脂。
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