[发明专利]用于三维打印的PC/ABS复合物丝材及其制备方法和打印方法

说明书

本发明公开了一种用于三维打印的PC/ABS复合物丝材及其制备方法和打印方法，该丝材的制备方法包括以下步骤：(1)以重量份计，PC40～50份、ABS40～50份、增容剂5～8份、纳米颗粒0.5～5份、增强改性物料1～10份和增韧改性物料5～20份称量备用；(2)将ABS、增容剂以及纳米颗粒在高速混合机中混合均匀；(3)通过塑料挤出机将混合料熔融造粒得到ABS复合物颗粒；(4)将ABS复合物颗粒与PC、增强改性物料和增韧改性物料混合均匀后，再次通过塑料挤出机拉制得到PC/ABS复合物丝材。本发明还公开了上述PC/ABS复合物丝材应用在三维打印中的打印工艺。采用本发明PC/ABS复合物丝材所制造的打印制品具有孔隙率低、粘接强度及自身强度均衡、强韧可调的特点，其拉伸强度及断裂伸长率均超越普通注射制品。

技术领域

本发明涉及一种PC/ABS复合物的制备方法，尤其涉及一种PC/ABS复合物丝材的制备方法以及使用该PC/ABS复合物丝材进行三维打印的打印工艺。

背景技术

三维打印技术又被称作增材制造技术，简称3D打印，它基于离散/堆积的思想，通过计算机软件将制品的CAD三维模型沿某一方向分层切片处理，得到每层截面轮廓的加工信息，经三维打印机分层加工，层层叠加，快速、精确地将设计概念转变为具有一定功能的原型或直接制造零件。由于可以快速得到设计产品原型、突破传统制造中难加工部件等优点，三维打印技术越来越成为诸多行业领域关注的焦点，其应用也在不断拓展。然而，目前三维打印制品的力学性能普遍较低、力学性能稳定性不足等是限制该工艺更大程度应用的主要瓶颈之一。

聚合物的三维打印技术也不例外，其典型代表为熔融沉积工艺，聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是两类常见的聚合物3D打印材料，它们既可以单独使用也可以共混使用，但不论哪一种情况，它们制品的整体力学强度通常仅为常规注射件强度的60％左右。同时，这些材料成型过程中会受沉积方向的影响而表现出各向异性，比较有代表性的是这些材料可能会强度较高，但断裂伸长率较低，如图1中的A’所示，也有可能是材料的断裂伸长率也较高，但在拉伸中各打印丝之间互相分离，从而形成如图1中的A”所示的细丝。造成这些问题的原因基本可以归于这些材料在沉积过程中相互粘连的强度和材料沉积方向上的强度两者不平衡。

中国发明专利(ZL2015106817881)授予了一项利用瞬间粘接剂来提高材料在打印过程中相互粘连的强度，但它无法从原料自身角度改变沉积强度与粘连强度的平衡问题，从而难以制造出强韧且各方向上力学性能均衡的3D打印制品。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于三维打印的PC/ABS复合物丝材及其制备方法和打印工艺，得到强度、韧性、均衡性均超过普通注射制品的3D打印制品。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于三维打印的PC/ABS复合物丝材，制备该丝材的配方组分包括：按照重量份计的PC40～50份、ABS40～50份、增容剂5～8份、纳米颗粒0.5～5份、增强改性物料1～10份和增韧改性物料5～20份。

进一步的，步骤(1)中所述的各原料为：PC料熔体流动体积速率可以为2～30cm³/10min(573K,1.2Kg,ISO1133)；ABS的熔体流动体积速率为1～20cm³/10min(473K,5.0Kg,ASTM D-1238)；增容剂为ABS-g-MAH；增强改性物料为PMMA、PBT、PET中的一种或几种；增韧改性物料为SEBS、乙烯丙烯酸甲酯共聚物EMA、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物E-MA-GMA中的一种或几种；纳米颗粒为纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土中的一种或几种。