[发明专利]一种建筑领域用高强度耐紫外线的3D打印材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印材料的技术领域，尤其涉及一种建筑领域用高强度耐紫外线的3D打印材料及其制备方法。

背景技术

ABS作为一种性能优异的热塑性工程塑料，具有强度高，韧性好，电绝缘性好，易于成型加工等特点，被广泛应用于汽车配件、电器制品以及建筑材料等领域。但ABS树脂极易燃烧，极限氧指数仅为18左右，且存在自熄性、易滴落等特点。而ABS作为3D打印材料的一种，其强度和耐紫外线性能无法满足实际使用时的需求，故此亟需设计一种建筑领域用高强度耐紫外线的3D打印材料来解决现有技术中的问题。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种建筑领域用高强度耐紫外线的3D打印材料及其制备方法，制备得到的3D打印材料强度高，具有优异耐紫外线性能。

本发明提出的一种建筑领域用高强度耐紫外线的3D打印材料，其原料按重量份包括：ABS树脂80-120份、聚氯乙烯30-50份、聚丙烯25-35份、聚碳酸酯18-36份、顺丁烯二酸酐30-60份、酚醛树脂2-5份、磷酸三甲酯4-8份、玻璃纤维4-6份、碳纤维2-8份、月桂酸甲酯4-9份、二苯甲烷双马来酰亚胺3-5份、5-磺酸对苯二甲酸单钾盐1-3份、2，5-二羟基对苯二甲酸2-5份、苯并三唑1-4份、聚四氟乙烯2-6份、烯丙基磺酸钠2-5份、丙烯酸甲酯2-8份、丙烯酸正丙酯1-6份、硬脂酸镁2-5份、双十二碳醇酯3-8份、硅烷偶联剂KH-5602-6份、过氧化苯甲酰1-8份、增硬改性剂5-15份、改性助剂5-15份、改性填料6-12份。

优选地，增硬改性剂的原料按重量份包括：硅烷偶联剂KH-570 3-6份、蒸馏水5-15份、纳米氧化铝4-8份、云母粉2-5份、稻壳粉1-5份、高岭土2-4份、黄麻3-6份、纳米碳化硅2-4份、纳米二氧化硅3-5份、纳米金刚石4-8份、凹凸棒土2-6份。

优选地，增硬改性剂按如下工艺进行制备：将硅烷偶联剂KH-570和蒸馏水混合均匀，然后放入水浴中加热25-35min，接着加入纳米氧化铝、云母粉、稻壳粉、高岭土、黄麻、纳米碳化硅、纳米二氧化硅、纳米金刚石和凹凸棒土混合均匀，超声分散10-20min，接着调节pH至2.5-3.5，然后放入水浴中加热25-35min，接着进行固液分离，将分离后的固体用蒸馏水洗涤2-4次，然后加入正丁醇进行蒸馏脱水，然后将脱水后的粉末放入100-120℃烘箱中干燥1-3h，冷却至室温得到增硬改性剂。

优选地，改性助剂的原料按重量份包括：蒸馏水10-20份、乳化剂3-9份、过硫酸钾2-6份、N-苯基马来酰亚胺1-5份、丙烯腈4-8份、苯乙烯3-6份、十二烷基硫醇2-8份。

优选地，改性助剂按如下工艺进行制备：将蒸馏水、乳化剂和过硫酸钾混合均匀，通入氮气，升温至60-70℃，保温10-30min，然后加入N-苯基马来酰亚胺、丙烯腈、苯乙烯和十二烷基硫醇混合均匀，升温至70-80℃，保温6-8h，继续升温至80-90℃，保温0.5-1.5h，冷却，冰冻破乳，解冻后抽滤，接着用去离子水洗涤，然后于70-90℃干燥9-11h得到改性助剂。

优选地，改性填料的原料按重量份包括：碳酸钙5-15份、磷酸氢钙3-6份、二氧化钛2-5份、十六烷基三甲氧基氯化铵1-4份、聚乙烯吡咯烷酮3-5份、六偏硫酸钠2-6份、正硅酸乙酯1-4份。

优选地，改性填料按如下工艺进行制备：将碳酸钙、磷酸氢钙和蒸馏水混合均匀，调节pH至中性，接着于650-850r/min转速搅拌3-5h，然后升温至180-220℃，保温5-7h，倾出上层清液，洗涤，干燥，研磨，冷却至室温得到物料a；将二氧化钛分散于乙醇水溶液中，超声分散10-30min，接着滴加十六烷基三甲氧基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮和六偏硫酸钠混合均匀，磁力搅拌15-25min接着用氨水调节pH至8.5-9.5，然后添加正硅酸乙酯和物料a混合均匀，升温至80-90℃，保温4-8h，接着离心水洗至中性，然后冷却至室温得到改性填料。