[發(fā)明專利]一種3D打印導(dǎo)線用導(dǎo)電ABS/PLA復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN105001586B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林志丹;賀子芹;曹琳;鄧淑玲;張光正
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號: C08L55/02
• 分類號: C08L55/02;C08L67/04;C08L25/14;C08K13/04;C08K7/24;C08K3/04;C08K3/08;C08K5/50;B29C47/92;B33Y70/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 任重

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于3D打印導(dǎo)線用導(dǎo)電材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種3D打印導(dǎo)線用導(dǎo)電ABS/PLA復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前在中國銷售的3D打印用ABS料條有進口的STRATASYS P400ABS、國產(chǎn)的蒙脫土改性ABS(CN104672755A)、玻纖增強ABS(CN104559034A)、聚碳酸酯改性ABS(CN104559023A)、橡膠粒子雙峰分布的ABS(CN104072935A、CN103980429A)、炭黑導(dǎo)電改性ABS(CN103788565A)，其中導(dǎo)電用的3D打印用ABS料條有CN103788565A公開的炭黑導(dǎo)電改性ABS，但炭黑導(dǎo)電含量達到35質(zhì)量份以上，因填料含量高嚴(yán)重影響ABS料條的打印效果(出現(xiàn)精度低、分層)。而且該導(dǎo)電ABS的體積電阻率最好只能達到10²歐姆*厘米水平，不適用做ABS質(zhì)3D打印部件中的導(dǎo)線用途。

目前已經(jīng)有用3D打印用ABS料條打印用電部件，但用電部件中的導(dǎo)線仍然采用漆包線、PVC包銅導(dǎo)線、PE包銅導(dǎo)線，不能一體化成型，與ABS基材的粘結(jié)差，存在漏電風(fēng)險。

現(xiàn)有非導(dǎo)電的3D打印用PLA料條和導(dǎo)電的3D打印用PLA料條(Proto-pasta導(dǎo)電PLA，體積電阻率為15歐姆*厘米和Black Magic 3D導(dǎo)電PLA，體積電阻率為1歐姆*厘米)經(jīng)雙頭打印成結(jié)合緊密的用電部件，但一方面因為電器領(lǐng)域使用習(xí)慣，用電部件都是以ABS材質(zhì)為主，不接受PLA材質(zhì)，另一方面PLA基材用電器存在吸水降解和發(fā)霉的可能性、耐久性差。

目前出現(xiàn)的可能解決以上技術(shù)缺陷的方法是利用雙頭3D打印技術(shù)，以非導(dǎo)電的ABS料條和導(dǎo)電的3D打印用PLA料條一起打印用電部件，但目前的材料打印出的部件中ABS和PLA粘結(jié)差，也存在濕度大時漏電的風(fēng)險。

因此，針對以上技術(shù)難題，本發(fā)明尋求提供一種適合雙頭3D打印技術(shù)的高導(dǎo)電料條，能與非導(dǎo)電的ABS材料復(fù)合應(yīng)用于打印用電部件，能同時解決高導(dǎo)電的3D打印用料條中導(dǎo)電填料含量高，出現(xiàn)精度低、分層的缺陷，并滿足體積電阻率1歐姆*厘米以下的高導(dǎo)電需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有3D打印用ABS料條技術(shù)的不足，提供了一種3D打印導(dǎo)線用導(dǎo)電ABS/PLA復(fù)合材料。

本發(fā)明的另一個目的在于提供所述3D打印導(dǎo)線用導(dǎo)電ABS/PLA復(fù)合材料的制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種3D打印導(dǎo)線用導(dǎo)電ABS/PLA復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括如下按重量百分比數(shù)計的原料制成：

本體法ABS 15～30％

乳液法ABS 15～30％

苯乙烯‐丙烯腈‐甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物1～10％

甲基三苯基溴化膦0.01～0.05％

金屬鎳粉5～15％

聚乳酸30～50％

多壁碳納米管1～5％

石墨烯微片1～5％。

優(yōu)選地，所述復(fù)合材料包括如下按重量百分比數(shù)計的原料制成：

本體法ABS 15～25％

乳液法ABS 15～25％

苯乙烯‐丙烯腈‐甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物3～7％

甲基三苯基溴化膦0.01～0.05％

金屬鎳粉8～12％

聚乳酸32～45％

多壁碳納米管1～4％

石墨烯微片1～4％。

本發(fā)明采用金屬鎳粉、石墨烯微片和多壁碳納米管優(yōu)化搭配，緊密堆砌，可在較低的導(dǎo)電添加劑含量下實現(xiàn)1歐姆*厘米以下導(dǎo)線用導(dǎo)電要求，共混在流動性較好的聚乳酸PLA材料中，并與ABS材料實現(xiàn)復(fù)合，可以滿足3D打印機對料條的加工流動性要求。

本發(fā)明所述的3D打印導(dǎo)線用導(dǎo)電ABS/PLA復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

S1.將多壁碳納米管和石墨烯微片加入溶劑中，超聲，再加入聚乳酸，繼續(xù)超聲，將超聲后所得混合物加熱，得到PLA/碳材料母粒；

S2.將S1步驟中所得PLA/碳材料母粒、聚乳酸和金屬鎳粉加入密煉機中熔融共混，得到PLA/Ni/碳材料導(dǎo)電母粒；

S3.將S2步驟中所得PLA/Ni/碳材料導(dǎo)電母粒與本體法ABS、乳液法ABS、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物和甲基三苯基溴化膦混合，經(jīng)雙螺桿擠出機進行熔融共混，再經(jīng)料條成型機制備出導(dǎo)電改性的3D打印用ABS料條。

優(yōu)選地，所述S1中多壁碳納米管和石墨烯微片的質(zhì)量占PLA/碳材料母粒的15～25％。