[发明专利]一种掺氮化硼和石墨烯纳米片3D打印用改性ABS材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种掺氮化硼和石墨烯纳米片3D打印用改性ABS 材料及其制备方法。

背景技术

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以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。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、聚乳酸、ABS树脂、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

其中，ABS树脂是最早用于熔融沉积成型(FDM)技术的材料，该材料的打印温度为 210-260℃，玻璃化转化温度为105℃，其具有很多优点，如强度较高，韧性较好，耐冲击，绝缘性号，抗腐蚀，耐低温，然而ABS打印时需要加热，同时该材料遇冷收缩性很明显，容易出现翘曲、开裂等质量问题。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种制备方法简单，制备得到的改性 ABS材料性能优异的掺氮化硼和石墨烯纳米片3D打印用改性ABS材料的制备方法。

本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种不易出现翘曲、开裂，遇冷收缩性能得到显著改善的掺氮化硼和石墨烯纳米片3D打印用改性ABS材料。

本发明的技术方案在于提供一种掺氮化硼和石墨烯纳米片3D打印用改性ABS材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为将干燥后的SBS和ABS与表面活性剂混合均匀；然后加入玻璃纤维以及氮化硼和石墨烯纳米片，混合，加热后螺杆挤出，干燥，得到改性后的ABS 材料。

本发明进一步包括以下优选的技术方案：

优选的方案中，SBS和ABS的质量比为1-5：5-10。

SBS和ABS的质量比进一步优选为2-4：6-8。

优选的方案中，相对100质量份ABS，氮化硼纳米片的加入量为1-5份。

优选的方案中，相对100质量份ABS，石墨烯纳米片的加入量为1-5份。

优选的方案中，相对100质量份ABS，玻璃纤维的量为5-20份。

优选的方案中，相对100质量份ABS，玻璃纤维的量为5-10份。

优选的方案中，所述玻璃纤维为纳米级玻璃纤维，其直径为10-100nm。

优选的方案中，相对100质量份ABS，所述表面活性剂的加入量为1-5份。

优选的方案中，所述加热温度为150-250℃。

所述干燥温度优选为50-80℃，干燥方式为真空干燥。

上述制备方法所制备得到的掺氮化硼和石墨烯纳米片3D打印用改性ABS材料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、3D打印用ABS材料中，单纯添加玻璃纤维易容易造成各项异性，使材料的热传导能力不均匀。且纤维与纤维之间一般是点接触，不利于热量传输。添加一定比例的高导热氮化硼和石墨烯纳米片，纳米片包裹在纤维表面，呈现线-面接触，增强了复合材料内部的导热通道，同时由于纳米材料的高比表面积，还能增强填料与ABS基体之间的界面粘结力，减小复合材料内部的界面热阻。

2、通过SBS+ABS+玻璃纤维+氮化硼和石墨烯纳米片的结合，不仅大大减少了玻璃纤维所需的使用量，且在很大程度上提高了ABS材料的性能。

3、翘曲、开裂现象大量减少。

4、遇冷收缩性能得到显著改善。

具体实施方式

实施例1

将SBS和ABS于65℃加热，真空干燥，与表面活性剂混合均匀；然后加入玻璃纤维以及氮化硼和石墨烯纳米片，混合，200℃加热后通过螺杆挤出，干燥，得到改性后的ABS材料。

其中，

SBS 20kg

ABS 100kg

表面活性剂 1kg

玻璃纤维 20kg

氮化硼纳米片 2.5kg

石墨烯纳米片 2.5kg

实施例2