[发明专利]一种低翘曲ABS专用3D打印料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，涉及一种利用混酸超声法处理SiO₂无机粉体填充ABS制备低翘曲3D打印料的制备方法。

背景技术

ABS是一种用途极为广泛的热塑性工程塑料，容易加工，且成品化学性状稳定、光泽度好，具有极强的抗冲击性、耐热耐低温性、以及优良的电气性能，可以进行表面着色、喷镀金属、电镀、焊接等加工。所以它是一种很好的3D打印专用料的基体树脂。由于单一的ABS树脂难以满足不同的使用要求，近年来对ABS的改性成为国内外研究的热点之一，其主要手段有纤维增强ABS、颗粒填充ABS、ABS表面改性、与聚合物共混等。这样不仅可以降低制品成本，还能改善ABS的成型加工性能和使用性能。其中无机填充ABS复合材料，尤其是SiO₂无机粉体填充ABS复合材料对于ABS翘曲改性有着重大意义，但由于一般地3D打印用ABS树脂存在翘曲严重问题，普遍无机填充分散性难以改善，造成打印困难，改善效果不明显，影响3D打印成品的力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用一种利用混酸超声法处理SiO₂无机粉体降低ABS翘曲的制备方法。利用混酸超声法处理SiO₂无机粉体与ABS通过物理共混，同时加入高温偶联剂，制备低翘曲ABS专用3D打印料。具体步骤如下：

一、SiO₂无机粉体的表面改性处理

首先利用丙酮浸泡法对SiO₂无机粉体进行改性，去除SiO₂无机粉体表面环氧层。为其二次处理提供较为良好的表面微观状态。其中丙酮浸泡时间为20-30min。选用硝酸和浓硫酸质量比2：1制备成混酸，通过超声转换装置对SiO₂无机粉体进行二次改性

二、SiO₂无机粉体与PA6树脂的共混

将PA6与经过混酸超声法处理的SiO₂无机粉体按照一定比例进行物理共混，加入高温偶联剂，熔融挤出。SiO₂无机粉体中的SiO₂粒子对于树脂基的内应力产生具有良好的抵消及对内应力分散具有良好的促进作用.

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到;或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体以熬煎的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的分数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。

步骤1、

以下实施例中所用的SiO₂无机粉体的表面处理，处理步骤如下：选用合肥开尔提供的SiO₂无机粉体的表面处理,处理步骤如下:选用合肥开尔提供的SiO₂无机粉体浸泡在丙酮(分析纯)之中20-30min后取出。

步骤2、

将硝酸与浓硫酸按2:1进行常温混合，采用超声转换装置将在丙酮浸泡过的SiO₂无机粉体浸渍在混酸中进行混酸超声处理。其中超声转换装置要求发电机输出频率20KHz，功率225W，总复合时间﹤3min，超声密度0.1-0.3W/ml，移动速度0.5-1.0m/min。混酸超声处理完毕，将SiO₂无机粉体用蒸馏水洗涤pH=7后，放入烘箱烘干4h后待用。

步骤3、

高温偶联剂制备选用钛酸酯、联苯二酐、稀丙基胺与三乙氧基硅烷为原料，通过酰亚胺化反应，以及与钛酸酯的物理混合得到特制耐高温硅烷偶联剂

按照以上步骤将经过二次改性的SiO₂无机粉体与高温偶联剂，PA6树脂熔融共混挤出，即可制得本发明所述的低翘曲PA6专用3D打印料。

具体性能参看下表：

表1不同配方各组分含量

表2不同配方性能比较