[發(fā)明專利]用于3D打印ABS的增強增韌劑及其ABS復(fù)合材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610023308.7
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105482355A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林湖彬;杜崇銘;劉勛
• 申請（專利權(quán)）人: 惠州市昌億科技股份有限公司
• 主分類號: C08L55/02
• 分類號: C08L55/02;C08L53/02;C08K9/06;C08K7/26;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: 陳衛(wèi);禹小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印成型材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于3D打印ABS材料的增強增韌 劑及由其制備的ABS復(fù)合材料，還涉及該增強增韌劑及該ABS復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

3D打印又稱“快速成形技術(shù)”、“快速原型制造技術(shù)”，其工作原理類似于噴墨打印， 即響應(yīng)計算機的數(shù)字信號，使噴嘴工作腔內(nèi)的熔融態(tài)材料或粘結(jié)劑在瞬間形成液滴，并以 一定的速度從噴嘴擠壓出來，噴射到支撐模型上，形成輪廓的形狀，薄層固化后繼續(xù)逐層噴 射堆積，得到精度高的成形部件。

目前3D打印技術(shù)主要包括SLA、SLS、FDM、LOM等工藝，比較常用的3D打印技術(shù)有熔 融層積成型技術(shù)，即FDM(FusedDepositionModeling),原理是利用熱塑性聚合物材料在 熔融狀態(tài)下，從噴頭處擠壓出來，凝固形成輪廓形狀的薄層，再一層層疊加，最終形成產(chǎn)品。 可用于FDM工藝的材料一般為ABS、石蠟、尼龍、聚碳酸酯等。然而用于3D打印的材料普遍存 在強度低、韌性不足、流動性不好等缺點，因此，必須對現(xiàn)有的熱塑性聚合物進行改性，以克 服聚合物在3D打印材料中的應(yīng)用缺陷。

中國專利CN102617974B公開一種ABS/埃洛石復(fù)合材料及其制備方法，其由ABS、 埃洛石、相容劑、潤滑劑所制成。但其制備出來的復(fù)合材料的力學(xué)性能雖有所改善，但力度 不夠，并且不是針對3D打印材料而制備。

ABS樹脂具有以彈性體為主鏈的接枝共聚物和以樹脂為主鏈的接枝共聚物的兩相 不均勻系結(jié)構(gòu)，使其兼有丙烯腈的高度化學(xué)穩(wěn)定性、耐油性和表面硬度，丁二烯的韌性和耐 寒性，苯乙烯的良好介電性、光澤和加工性等綜合性能，但是其強度不高且隨著分子量增 加，加工性能下降，打印出來的產(chǎn)品很容易出現(xiàn)破碎、開裂等問題，極大阻礙了3D打印技術(shù) 的發(fā)展。

所以，開發(fā)強度高、韌性好、流動性好、固化速率快、易加工制得的3D打印復(fù)合材料 對3D打印成型材料領(lǐng)域具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于3D打印ABS材 料的增強增韌劑、其制備方法，及由其制備的ABS材料和制備方法，其制備出來的ABS復(fù)合材 料具有強度高、韌性好、流動性好、固化速率快、易加工制得等優(yōu)點。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種用于3D打印ABS材料的增強增韌劑，按重量份數(shù)計由以下成分組成：

硅烷偶聯(lián)劑改性的埃洛石納米管，所述埃洛石納米管為30-50份，所述硅烷偶聯(lián)劑為1- 3份；SBS5-15份。

埃洛石納米管是一種天然的多壁納米管狀材料，由高嶺石的片層在天然條件下卷 曲而成，其片層由硅氧四面體和鋁氧八面體組成，外壁含有一定的硅羥基，結(jié)構(gòu)單元之間以 氫鍵和范德華力等次價鍵的形式結(jié)合，具有納米管狀結(jié)構(gòu)和易于分散的性質(zhì)，可作為聚合 物增強材料，在本發(fā)明中主要起到提高材料的綜合性能，如強度、韌性、結(jié)晶度、光滑性等性 能；

SBS是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的英文縮寫，為市售產(chǎn)品；在本發(fā)明中主要起 到增韌、克服ABS原料的脆性和增加穩(wěn)定性的作用，使得本發(fā)明ABS復(fù)合材料的韌性更好；

進一步的，所述偶聯(lián)劑為KH550。中文名稱氨丙基三乙氧基硅烷，市售產(chǎn)品，在本發(fā)明中 主要是改善埃洛石納米管的性能，經(jīng)KH550處理后的埃洛石納米管可提高復(fù)合材料的熱穩(wěn) 定性和力學(xué)性能。

上述用于3D打印ABS材料的增強增韌劑的制備方法，包括以下步驟：

S1.將埃洛石納米管與去離子水混合，在室溫條件下超聲分散使埃洛石納米管均勻分 散，將其真空抽濾后，在100-110℃條件下真空干燥至恒重；

S2.將偶聯(lián)劑溶于少量丙酮后均勻噴灑于埃洛石納米管，于80℃條件下真空干燥8小 時，得到硅烷偶聯(lián)劑改性的埃洛石納米管；

S3.按比例將硅烷偶聯(lián)劑改性的埃洛石納米管、SBS混合，在50-60℃條件下分散均勻， 得到所述的增強增韌劑。

本發(fā)明還提供一種3D打印ABS增強增韌復(fù)合材料，其原料含有上述的增強增韌劑。

本發(fā)明還提供一種3D打印ABS增強增韌復(fù)合材料的配方，該材料按重量計包括以 下組分：

ABS63.5-88.4份；

所述的增強增韌劑11.5-36份；

抗氧劑0.1-0.5份。