一种用于制造技术

本申请涉及

【技术实现步骤摘要】
一种用于3D打印的ASA/PLA复合材料及制备方法


[0001]本申请涉及
3D
打印材料
，尤其是涉及一种用于
3D
打印的
ASA/PLA
复合材料及制备方法
。

技术介绍

[0002]3D
打印是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
。
基本原理是叠层制造，逐层增加材料来生成三维实体的技术
。
熔融挤压堆积成型技术
(FDM)
是
3D
打印技术中常用的一种技术工艺，原理是利用热塑性聚合物材料在熔融状态下，从喷头处挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层，再一层层叠加最终形成产品
。
[0003]目前市场上熔融挤压堆积成型技术较常用的聚合物材料包括苯乙烯三元共聚物
(ABS)
和聚乳酸
(PLA)
等
。ASA
树脂是丙烯腈与丁二烯
、
苯乙烯的接枝共聚物，该材料中由于丁二烯会引入碳碳双键，导致
ASA
树脂的耐候性较差
。PLA
是一种生物材料，来源于玉米谷物，天然可降解不会污染环境，加工时无刺鼻气味，十分环保，使用
PLA
材料
3D
打印时物件时底座不翘边，可以打印比较有难度的模型，因此它更适用于打印大型模型，且打印温度更低，区间在
190
‑
220℃
；但是
PLA
的抗冲击性差
、
耐热性及韧性差等缺陷，制约了
PLA
的应用范围
。
[0004]PLA
或
ABS
单一树脂作为
3D
打印耗材都存在明显的缺陷，通过改善相容性将
PLA
和
ABS
树脂合金作为
3D
打印耗材则能结合二者的优势
。
例如相关现有技术1公开了一种
ABS/PLA
合金材料及其制备方法与应用，该合金材料包括以下重量份的组分：
ABS
树脂
50
～
65
份，
PLA
树脂
20
～
30
份，耐热剂5～
20
份，助剂
0 4
份，其中，耐热剂包括苯乙烯
N
苯基马来酰亚胺马来酸酐共聚物，
ABS
树脂的微观结构呈微胞状
。
该技术
ABS/PLA
合金材料采用微观结构呈微胞状的
ABS
树脂，并引入苯乙烯
N
苯基马来酰亚胺马来酸酐共聚物，使其在保持较高的抗冲击强度的同时，具有更好的耐热性和耐湿热性，大大扩大了
ABS/PLA
合金材料的应用范围，如适用于制备电子电器
、
玩具包装等，可满足日益增加的低碳环保材料需求
。
相关现有技术1公开了一种用于
3D
打印的
ABS/PLA
合金树脂组合物及其制备方法，该组合物包括
ABS
树脂
30
‑
70
份，
PLA
树脂
30
‑
70
份，交联剂
0.1
‑
1.0
份，加工助剂
0.5
‑
1.5
份；其制备方法包括以下步骤：将上述原材料在高速混合机内预混3‑
10
分钟，然后预混料经双螺杆挤出机挤出造粒即得到
ABS/PLA
合金树脂组合物
。
该技术的优点在于：采用反应挤出共混的方法，使
ABS
树脂和
PLA
树脂之间在挤出造粒过程中发生大分子反应，改善了二者之间的相容性，从而制备出具有高强度
、
高韧性
、
高尺寸稳定性且低碳环保的
ABS/PLA
合金树脂，该合金树脂组合物非常适合作为
3D
打印的耗材
。
[0005]但是上述现有技术中的
ABS/PLA
合金材料或
ABS/PLA
合金树脂组合物的抗紫外线能力
、
抗老化性能较低，且热稳定性较差，仍然存在一定的局限性
。
因此需要提供一种具有更好的抗老化性能和热稳定性的材料，使其在
3D
打印方面具有更高的适应性
。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的不足，本申请提供一种用于
3D
打印的
ASA/PLA
复合材料，该材料通过采用
ASA
树脂替代
ABS
树脂有效改善了材料的老化性能，同时通过添加包覆型填充材料和各种助剂，既保留了材料的基础性能，又改善了材料的抗紫外线能力
、
抗老化性和热稳定性，使材料在
3D
打印方面具有更高的适应性
。
[0007]为此，本申请第一方面提供了一种用于
3D
打印的
ASA/PLA
复合材料，以重量份数计，所述
ASA/PLA
复合材料的制备原料包括：
PLA
树脂
20
～
40
份，
ASA
树脂
40
～
60
份，包覆型填充材料
10
～
20
份，热稳定剂
0.5
～
2.0
份，抗氧剂
0.1
～
1.0
份，相容剂
0.4
～
1.0
份和其他助剂
0.4
～
2.0
份；所述包覆型填充材料通过在无机填充材料颗粒表面包覆一层含环烷酸铈和纳米二苯甲酰甲烷铕的包覆层制得
。
[0008]本申请中
ASA
树脂是丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈
、
苯乙烯的接枝共聚物，与
ABS
树脂相比，
ASA
树脂中由于引入不含双键的丙烯酸酯类橡胶取代
ABS
树脂中的丁二烯橡胶，因而制得的复合材料的耐候性有了本质的改变，材料的抗老化性能得到明显改善
。
同时
ASA
树脂与
ABS
树脂的力学性能
、
加工性能
、
电绝缘性
、
耐化学腐蚀性等性能相似，可以做到在
ABS/PLA
合金材料中等价替换，在不损失本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于
3D
打印的
ASA/PLA
复合材料，其特征在于，以重量份数计，所述
ASA/PLA
复合材料的制备原料包括：
PLA
树脂 20~40
份，
ASA
树脂
40~60
份，包覆型填充材料
10~20
份，热稳定剂
0.5~2.0
份，抗氧剂
0.1~1.0
份，相容剂
0.4~1.0
份和其他助剂
0.4~2.0
份；所述包覆型填充材料通过在无机填充材料颗粒表面包覆一层含环烷酸铈和纳米二苯甲酰甲烷铕的包覆层制得
。2.
根据权利要求1所述的
ASA/PLA
复合材料，其特征在于，所述无机填充材料颗粒包括滑石粉
、
碳酸钙和三氧化二锑
。3.
根据权利要求2所述的
ASA/PLA
复合材料，其特征在于，所述无机填充材料颗粒中滑石粉
、
碳酸钙和三氧化二锑的质量比为（
3~5
）
:
（
2~3
）
:1。4.
根据权利要求1‑3中任意一定所述的
ASA/PLA
复合材料，其特征在于，所述无机填充材料颗粒的目数为
3000~4500
目
。5.
根据权利要求1‑3中任意一项所述的
ASA/PLA
复合材料，其特征在于，所述包覆层中环烷酸铈和纳米二苯甲酰甲烷铕的质量比为（
5~10
）
:1。6.
根据权利要求1‑3中任意一项所述的
ASA/PLA
复合材料，其特征在于，所述热稳定剂选自硬脂酸锌
、
硬脂酸钙和硬脂酸镁中的至少一种
。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁超，王爱国，王龙，
申请(专利权)人：青岛国恩科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：