[發明專利]一種用于3D打印的ABS材料及其制造工藝

在審

• 申請號: 201410265980.8
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104072935A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 蔡潔榮
• 申請（專利權）人: 福來寶電子（深圳）有限公司
• 主分類號: C08L55/02
• 分類號: C08L55/02;C08K13/04;C08K7/14;C08K5/42;C08K5/20;C08K5/101;B29C47/92
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

技術領域

本發明涉及3D打印領域，特別涉及應用于3D打印的ABS材料；本發明還涉及一種制備這種ABS材料的工藝。

背景技術

3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印技術一般應用在模具制造及工業設計等領域，特別是應用于生產前的樣品制造，而隨著技術的發展，也逐漸用于一些產品的直接制造。現有技術中，3D打印常用的塑膠材料的ABS材料，采用“層層疊加，層間粘接”的制造方法，但是受限于材料本身的強度及粘結性能，打印出來的產品強度不夠，很容易出現破碎、開裂等問題，這樣就極大的滯礙了3D打印技術的發展。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種應用于3D打印的ABS材料，本發明還提供一種制備這種ABS材料的工藝。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種應用于3D打印的ABS材料，由下述重量份的組分組成：

ABS樹脂50～70份；

增韌劑10～30份；

擴散劑7～9份；

潤滑劑3～5份；

粘結劑5～15份。

作為上述方案的進一步改進方式，所述ABS樹脂為下列之一或者其中兩種以上的混合物：橡膠粒徑為0.8～1.0μm的本體ABS；橡膠粒徑為0.1～0.2μm的本體ABS；橡膠粒徑為1.5～3.0μm的本體ABS。優選地，所述ABS樹脂由下述重量份的組分組成：0.8～1.0μm的本體ABS，30～50份；橡膠粒徑為0.1～0.2μm的本體ABS，10～30份；橡膠粒徑為1.5～3.0μm的本體ABS，30～45份。這樣混合后的ABS樹脂中，橡膠粒徑的分布呈現多峰，具有較好的增強增韌效果。

作為上述方案的進一步改進方式，增韌劑為：玻璃纖維，其單絲直徑為3～10μm，長徑比L/D=5～15；優選地單絲直徑為3～5μm，長徑比L/D為8～10。玻璃纖維和ABS中的不同粒徑的橡膠顆粒配合，可以達到更好的增強增韌效果，同時在3D打印成型，玻璃纖維可以增強層與層之間的連接強度。

作為上述方案的進一步改進方式，擴散劑為亞甲基雙萘磺酸鈉。

作為上述方案的進一步改進方式，潤滑劑為乙撐雙硬脂酸酰胺。

作為上述方案的進一步改進方式，粘結劑為乙酸乙酯。

上述實施例的ABS材料中，還可以增加其他添加劑組分，其用量足以使配混物獲得所需的加工性質或使用性能。添加劑的量不應造成浪費或對配混物的加工或使用性能有害。熱塑性配混領域的技術人員無需過多的實驗，僅須參考一些文獻，例如來自“塑料設計庫”的“塑料添加劑數據庫”，就能夠選擇不同類型的添加劑加入本發明的配混物中。任選的添加劑的包括:顏料、香料、殺生物劑（抗菌劑、殺真菌劑和防霉劑）、抗霧化劑、抗靜電劑、加工助劑、脫模劑、隔離劑、穩定劑、紫外光吸收劑、粘度調節劑中的一種或多種。

具體地，本發明也提供了一種制備上述ABS材料的方法，包括步驟：

1）準備如權利要求1所述的ABS材料的各組分，常溫攪拌混合均勻，優選地，采用混煉機于常溫條件下混合攪拌10～40分鐘后，形成混合均勻的物料；

2）將混合均勻的物料投放進平行雙螺桿擠出機，180～220℃條件下進行熔融塑化，形成熔體；優選地，采用長徑比(L/D)為小于等于1/36的平行雙螺桿擠出機，在180～220℃條件下進行熔融塑化，形成熔體；其反應溫度為：后段190～210℃，中段200～220℃，前段210～230℃，螺桿轉速為120～180rpm；

3）將熔體進一步均勻混煉，經過平行雙螺桿擠出機口模壓擠出、成型冷卻。

上述步驟3）中，熔體擠出后可以使用常用的水下切粒機進行造粒，制得顆粒形式的ABS材料；也可以制得絲條形式的ABS材料；或者進行進一步研磨制得粉狀的材料。

本發明的有益效果是：本發明通過在具有不同橡膠粒徑的本體ABS的混合集配，增強增韌，進一步的加入玻璃纖維，配合ABS中的橡膠顆粒增強增韌，并增加其制成的3D打印產品層間的連接強度；由于ABS樹脂中的腈基是較強的極性基團，而乙酸乙酯作為一種極性基團可改善極性被粘物之間的黏結性能，通過加入乙酸乙酯，可使ABS材料間的互相粘結的更加緊密，在另一方面增強了以這材料制成的3D打印產品的強度，擴散劑的加入進一步改善了各組分的均勻混合，以達到更好的材料性能。本發明的ABS材料可用于制備三維打印熔融沉積快速成型的打印材料。

具體實施方式