一種abs合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別是涉及一種ABS合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] ABS塑料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S 代表苯乙烯。ABS是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電 氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以 進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機械、汽車、電子電器、 儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。
[0003] 作為目前市面上FDM打印機廣泛使用的兩大主流材料之一，ABS材料相當容易打 印，無論用什么樣的擠出機，都會滑順地擠出材料，不必擔心堵塞或凝固。但是，ABS材料打 印的產(chǎn)品存在局部脫落、翹邊、開裂等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種用于FDM-3D打印機的ABS合金材料及 其制備方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案予以解決：
[0006] -種ABS合金材料，包括如下質(zhì)量分數(shù)的各組分：
[0007]
[0008] 優(yōu)選地，還包括白油，在所述ABS合金材料中，所述白油的質(zhì)量分數(shù)為0. 2-1 %。
[0009] 優(yōu)選地，所述相容劑為乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙 烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚 物中的一種。
[0010] 優(yōu)選地，所述的潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺（EBS)、硅烷聚合物、液體石蠟、固體石 蠟、脂肪酸酰胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸酰胺、甲撐雙硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯 和硅酮中的至少一種。
[0011] 優(yōu)選地，所述抗氧劑由主抗氧劑和輔助抗氧劑復(fù)配而成。
[0012] 所述主抗氧劑為能消除自由基的抗氧劑，如四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基） 丙酸]季戊四醇酯、β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯、二縮三乙二醇雙 [β - (3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基）丙酸酯]等；所述輔助抗氧劑為能分解氫過氧化物 的抗氧劑，如硫代二丙酸雙月桂酯（DLTP)、雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯、三[2. 4-二 叔丁基苯基]亞磷酸酯等。
[0013] 優(yōu)選地，所述白油的型號為5#或7#。
[0014] 一種所述的ABS合金材料的制備方法，包括以下步驟：
[0015] (1)、將按比例的各組分混合均勻；
[0016] (2)、將經(jīng)所述步驟（1)混合后的物料經(jīng)過預(yù)熱后的雙螺桿擠出機，在200-220°C 下進行擠出造粒。
[0017] 優(yōu)選地，在所述步驟（2)之后，還包括以下步驟：將步驟（2)中得到的粒子干燥后， 在210-230 °C下拉線，得到所述ABS合金材料的線條。
[0018] 其中將ABS合金材料的粒子拉線條時可以采用單螺桿擠出機，也可以采用雙螺桿 擠出機。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 現(xiàn)有的純ABS材料遇冷會收縮，收縮率較高，會造成打印物品從加熱板上局部脫 落、懸空，翹曲等問題，另外，如果打印的物體高度較高，有時還會整層剝離。本發(fā)明通過 將ABS進行改良，制得一種ABS合金材料，可以同時改進ABS的收縮率和層間粘結(jié)性，用于 FDM3D打印中作為打印線條，可以解決以上翹邊、脫落、開裂等問題，在本發(fā)明的技術(shù)方案 中，加入的PC可以提高ABS合金材料的力學(xué)性能；PCL具有良好的界面粘結(jié)能力以及較慢 的冷卻速度，PCL具有較低的熔點，當ABS合金材料中的ABS、PC在PCL的熔點溫度上早已經(jīng) 冷卻固化時，PCL還保持熔融狀態(tài)且能部分或全部抵消ABS和PC冷卻固化放熱過程中產(chǎn)生 的熱膨脹引起的收縮，阻止ABS和PC的收縮變形，本發(fā)明中PCL在整個ABS合金材料中的 占比不宜太大，否則會降低整個體系的熱性能，在本發(fā)明技術(shù)方案的各個組分的相互作用 和配合下得到的ABS合金材料的平均收縮率在0. 3-0. 5之間，熱變形溫度在50°C~100°C 之間。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明作進一步說明。
[0022] 本發(fā)明提供一種ABS合金材料，在一些實施方式中，該ABS合金材料包括如下質(zhì)量 分數(shù)的各組分：ABS 30 ~80%，PC 5-50%，PCL 2-20 %，相容劑 2-10 %，潤滑劑 0· 1-1%， 抗氧劑〇. 1-1%，所述ABS合金材料中含的各組分的質(zhì)量分數(shù)之和為100%。
[0023] 在另一些實施例中，該ABS合金材料還包括白油，在所述ABS合金材料中，所述白 油的質(zhì)量分數(shù)為〇. 2-1%。相容劑可以為乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚 物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙 烯共聚物中的一種。潤滑劑可以為乙撐雙硬脂酰胺（EBS)、硅烷聚合物、液體石蠟、固體石 蠟、脂肪酸酰胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸酰胺、甲撐雙硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯 和硅酮中的至少一種?？寡鮿┯芍骺寡鮿┖洼o助抗氧劑復(fù)配而成，主抗氧劑和輔助抗氧劑 的質(zhì)量比為1:1或者1:2,其中，主抗氧劑為能消除自由基的抗氧劑，如四[β-(3, 5-二叔丁 基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β -(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇 酯、二縮三乙二醇雙[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基）丙酸酯]等；輔助抗氧劑為能 分解氫過氧化物的抗氧劑，如硫代二丙酸雙月桂酯（DLTP)、雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷 酸酯、三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯等。白油的型號為5#或7#。
[0024] 以下通過更具體的實施例對本發(fā)明進行詳細闡述，實施例1-3的具體方案見下方 表格，在以下各個實施中，各組分的質(zhì)量的單位為Kg。
[0025]
[0026] 其中，在實施例1中：相容劑為乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚 物，潤滑劑為EBS，抗氧劑由主抗氧劑四[β_(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四 醇酯和輔助抗氧劑亞磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯按質(zhì)量比1:1混合而成，白油的型號 為5#。實施例2中：相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物，潤滑劑 為PETS，抗氧劑由主抗氧劑四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和輔 助抗氧劑亞磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯按質(zhì)量比1:1混合而成，白油的型號為7#。實 施例3中：相容劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，潤滑劑為硅酮，抗氧劑由主 抗氧劑四[β_(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和輔助抗氧劑硫代二丙酸 雙月桂酯按質(zhì)量比1:2混合而成，白油的型號為7#。
[0027] 以上各個實施例的ABS合金的制備方法如下：按各組分的質(zhì)量，首先在容器中加 入ABS、PC和PCL，再加入白油作為擴散油進行混合，然后加入EBS、相容劑、抗氧劑混合均 勻，送入雙螺桿擠出機中，在200°C下擠出造粒，并最后在220°C下用單螺桿擠出機拉線，得 到ABS合金材料的線條。
[0028] 將以上各個實施例的ABS合金材料與現(xiàn)有的純ABS材料進行性能測試，測試結(jié)果 如下表所示：
[0029]
[0030] 以上的各個實施例和對比例的性能測試表中，3D打印機的打印溫度為：200~ 230°C，底板溫度為90~110°C，噴嘴打印速度為60mm/s，噴嘴空移速度為150mm/s ;3D打 印翹曲變形量的測定方法為：以打印70*70*52. 5mm3-立方體LED燈座模型為準，打印機的 底板為平面，立方體接觸底板的面的四個角分別翹離底板平面的最大高度作為上表中的3D 打印翹曲變形量。
[0031] 從以上測試數(shù)據(jù)可知：以上各個實施例的ABS合金材料打印性能良好，剛性和耐 熱性與純ABS相差不大，韌性高于純ABS材料。通過本發(fā)明得到的ABS合金線條在打印過程 中，打印順暢，成型性好，加工溫度低，吸水性小，尺寸穩(wěn)定性好，不會發(fā)生翹曲變形以及層 間開裂剝離，可以解決現(xiàn)有的ABS材料在打印過程中的層間粘結(jié)性不佳造成的開裂、翹邊、 層間剝離等問題。
[0032] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng) 當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種ABS合金材料，其特征在于，包括如下質(zhì)量分數(shù)的各組分： ABS 30-80%； PC 5-50%； PCL 2-20%： 相容劑 2-10%; 潤滑劑 0.1-1%; 抗氧劑 0.1-1%。2. 如權(quán)利要求1所述的ABS合金材料，其特征在于：還包括白油，在所述ABS合金材料 中，所述白油的質(zhì)量分數(shù)為〇. 2-1%。3. 如權(quán)利要求1或2所述的ABS合金材料，其特征在于：所述相容劑為乙烯-丙烯酸 丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、 甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一種。4. 如權(quán)利要求1或2所述的ABS合金材料，其特征在于：所述的潤滑劑為乙撐雙硬脂 酰胺、硅烷聚合物、液體石蠟、固體石蠟、脂肪酸酰胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸酰胺、甲 撐雙硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯和硅酮中的至少一種。5. 如權(quán)利要求1或2所述的ABS合金材料，其特征在于：所述抗氧劑由主抗氧劑和輔 助抗氧劑復(fù)配而成。6. 如權(quán)利要求2所述的ABS合金材料，其特征在于：所述白油的型號為5#或7#。7. -種權(quán)利要求1-6中任意一項所述的ABS合金材料的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟： (1) 、將按比例的各組分混合均勻； (2) 、將經(jīng)所述步驟（1)混合后的物料經(jīng)過預(yù)熱后的雙螺桿擠出機，在200-220°C下進 行擠出造粒。8. 如權(quán)利要求7所述的ABS合金材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟（2)之后， 還包括以下步驟：將步驟（2)中得到的粒子干燥后，在210-230°C下拉線，得到所述ABS合 金材料的線條。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種ABS合金材料及其制備方法，該ABS合金材料包括如下質(zhì)量分數(shù)的各組分：ABS30～80％，PC 5-50％，PCL 2-20％，相容劑2-10％，潤滑劑0.1-1％，抗氧劑0.1-1％。本發(fā)明通過將ABS進行改良，制得的ABS合金材料，可以同時改進ABS的收縮率和層間粘結(jié)性，用于FDM-3D打印中作為打印線條，可以解決翹邊、脫落、開裂等問題。
【IPC分類】B29B9/06, C08L91/06, C08L55/02, C08L69/00, B33Y70/00, C08L67/04
【公開號】CN104974461
【申請?zhí)枴緾N201510374954
【發(fā)明人】邱軍, 肖湘蓮, 楊義滸, 陳翔, 王偉, 李娜娜
【申請人】深圳光華偉業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月30日