[发明专利]用于3D打印的改性PC/ABS组合物及制备方法

说明书

本发明涉及一种用于3D打印的改性PC/ABS组合物及制备方法，主要解决现有技术中存在的PC/ABS合金3D打印时翘曲大的问题。通过采用一种改性PC/ABS组合物包括如下组分：1至99质量份的PC，1至99质量份的ABS，0.1至50质量份的脂肪族芳香族共聚酯的技术方案，较好地解决了该问题，可用于3D打印的改性聚碳酸酯/丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物材料的工业化生产中。

技术领域

本发明属于3D打印材料领域，具体渉及一种用于3D打印的改性PC/ABS材料及其制备方法。

技术背景

3D打印又称快速成型技术，属于增材制造的一种，原理是先通过计算机建模或直接扫描原型，得到数字化的三维模型，再使用软件按照某一坐标轴切成二维截面数据，通过3D打印机逐层打印堆积成实体的方法。经过近30年的发展，3D打印技术已经被认为是可能改变实验室及工业生产方式的核心技术之一。这种增材制造技术可以节省材料、缩短研发周期、降低成本，在模具制造、产品设计、医疗、教育和航天航空等方面有着巨大的潜在应用。

目前，3D打印的成型方法主要包括：熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)、立体光固化成型(Stereo Lithography Apparatus,SLA)和选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)等。其中FDM技术不需要激光，在使用和维护方面较为简单，成本低，得到更为广泛的应用。其技术原理为热塑性聚合物经加热熔融后，通过喷头被挤压出来，冷却凝固形成轮廓形状的薄层，再逐层叠加堆积最终形成产品。因此要求用于FDM 3D打印的热塑性聚合物具有优异的流动性及快速的固化速率，目前市场上常用的FDM3D打印耗材主要是ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)和PLA(聚乳酸)，此外还有少量的PC(聚碳酸酯)、TPU(热塑性聚氨酯)及PA(尼龙)等。

ABS树脂是五大合成树脂之一，由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共聚组成，兼有聚丙烯腈的高度化学稳定性、耐油性和表面硬度，聚丁二烯的韧性和耐寒性，聚苯乙烯的良好介电性、光泽和加工性等综合性能。此外，ABS树脂易涂装着色，还可进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域。

聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中芳香族聚碳酸酯机械性能优异，在玻璃装配业、汽车工业和电子电器工业等领域有着广泛应用。

PC/ABS合金是聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物。结合了两种材料的优异特性(如ABS的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线等性质)，较PC提高了流动性，改善了加工性能，减少了制品对应力的敏感性，因而广泛应用于汽车内外饰，车灯等高强度高耐热零件。然而，PC/ABS合金用于3D打印耗材时，冷却后各个维度的收缩率相对较大，易与打印底板分离，发生翘曲甚至脱落，影响打印制品的质量和精度。通常通过加入无机成分降低PC/ABS合金的收缩率(如CN104830040A、CN104559023A、CN106893247A)，然而其或者原料昂贵(如多壁碳纳米管)或者制备工艺复杂，对产品染色等造成较大影响，不利于工业生产和应用。CN107033571A公开了在PC/ABS中引入相容剂从而获得较好力学性能，然而其未提及翘曲的问题。

本发明公布了一种3D打印用的改性PC/ABS组合物的组成及制备方法，通过引入有机成分有效降低打印制品的翘曲程度，同时材料颜色浅，利于后续染色等应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中PC/ABS打印制品的翘曲程度高，同时材料颜色较深，不利于后续染色等应用的问题，提供一种3D打印用改性聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)组合物，该组合物可以降低打印喷头和底板温度，有效降低打印制品的翘曲程度，同时颜色较浅，有利于后续染色等应用。