[发明专利]一种3D打印机用改性ABS材料

说明书

 

技术领域

    本发明涉及一种3D打印机用材料，尤其涉及一种3D打印机用改性ABS材料。

背景技术

三维打印（3D printing），即快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，特别是一些高价值应用（比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件）已经有使用这种技术打印而成的零部件。“三维打印”意味着这项技术的普及。三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。熔融沉积又叫熔丝沉积，它是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出，沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。主要以ABS和PLA为材料，ABS强度较高，但是制作时臭味严重，必须拥有良好通风环境，此外弯曲强度和压缩强度较差，影响成品精度，因此研制一种改性ABS以提高材料的弯曲强度和压缩强度就有深远意义。

    有鉴于上述现有的ABS材料存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型3D打印机用改性ABS材料，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

    本发明的主要目的在于，克服现有的ABS材料存在的缺陷，而提供一种3D打印机用改性ABS材料，提高弯曲强度和压缩强度，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的3D打印机用改性ABS材料，所述材料为核壳结构，所述壳层为PSF材料，所述核体为添加有改性剂的ABS材料。

更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述添加有改性剂的ABS材料包括如下组份，各组分含量以质量百分含量计，

              ABS树脂        45~70

              紫外线吸收剂    5~15

              增塑剂          8~26

              阻聚剂          1~15

              抗冲击改性剂    2~18

              碳纤维增强材料  5~35

              有机倍半硅氧烷  4~15。

更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述紫外线吸收剂为2,4二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或者2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮其中的一种。

更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、己二酸酯、磷酸酚酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯或乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯其中的一种。

更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述阻聚剂为二苯胺、甲基苯胺、联苯胺或者对苯二胺其中的一种。

更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述抗冲击改性剂为氯化聚乙烯、ACR、MBS或SBS其中的一种，其中ACR是指甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等单体的共聚物；MBS是指甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三种单体的共聚物；SBS是指苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物。

更进一步的，前述的3D打印机用改性ABS材料，所述有机倍半硅氧烷为乙烯基有机倍半硅氧烷、甲基丙烯酸有机倍半硅氧烷、氨基有机倍半硅氧烷、苯基有机倍半硅氧烷、有机硅基有机倍半硅氧烷或环氧基有机倍半硅氧烷中的一种。

借由上述技术方案，本发明3D打印机用改性ABS材料至少具有下列优点：

本发明的3D打印机用改性ABS材料，通过将材料制备成壳层为PSF材料，核体为添加有改性剂的ABS材料的核壳结构，充分发挥了PSF材料与ABS材料的优势，取长补短，在ABS材料内添加紫外线吸收剂能够更好地弥补材料本身抗紫外线性能较差的缺陷，抗冲击改性剂可以提高材料本身的机械性能、弯曲强度、压缩强度等；在本发明中，通过小粒度的碳纤维增强材料包裹有机倍半硅氧烷，通过包裹后的有机倍半硅氧烷增加材料之间的界面，能够更好的结合ABS材料与PSF材料，改变了目前复合材料结合界面较弱的缺陷，为材料的应用提供了基础。