一种3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料制造技术

本发明专利技术公开了一种3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料。包括如下重量百分比的各成分，ABS树脂69％‑86.4％；热熔胶8％‑16％；球状无机粉体5％‑15％；抗氧剂0.3％‑0.5％；润滑剂0.3％‑0.5％。采用所述3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料进行3D打印，打印模型与底板未脱离，模型容易取出，微翘曲，无开裂，180℃剥离强度值(N/25mm)达到18‑35.8，符合3D打印成型的基本要求。

A 3D Printing High Adhesive ABS Modified Material with Micro-warpage and Non-cracking

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料
本专利技术涉及3D打印材料
，尤其涉及一种3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料。
技术介绍
熔融沉积成型(FDM)3D打印技术是较为普及的技术，FDM-3D打印技术主要包括打印成型机和材料，打印机的硬件主要包括搭载模型的平台底板组件，加热系统组件，升降平移组件等，其中底板的材质主要分为高分子材料材质、金属材料材质、无机材料材质等，模型的打印必须在底板上面才能完成，所以材料与底板的粘附性是首要条件，影响材料与底板粘附性的因素主要包括材料本身的粘性和材料本身的成型收缩率，如果本身的粘性差，则高的收缩率会降低材料本身的粘性，在FDM-3D打印成型过程中，如果材料的粘附性差，其打印模型会出现脱离底板的现象，如果部分脱离，则会发生翘曲变形的情况，严重时还会出现因翘曲开裂的现象，如果全部脱离，则会影响打印的进行，这都属于无法满足打印成型的要求，打印成型的基本要求简单概括为可正常打印且成型模型的外观和尺寸良好，表现为无或微翘曲无开裂现象。目前在FDM-3D打印行业，PLA材料是无需经过改性就可以满足3D打印成型的要求，再加上材料具有生物可降解环保性，使得在FDM-3D打印技术的发展初期，PLA材料被当作首选材料，占据60％以上的市场份额，由于PLA材料的脆性和耐热性差，导致其打印产品的应用范围较窄，目前主要还是以观赏类模型打印为主，随着3D打印技术的发展和市场的需求，人们对打印材料性能的要求逐步在靠近工业化应用方面。ABS材料是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的共聚物，具有优良的抗冲击性、耐热性、耐低温性等，还具有易加工、易涂装、易着色等特点，在传统行业，被广泛应用于机械、汽车、电子电器等工业领域，是一种用途极广的热塑性塑料。由于ABS材料本身与打印机底板的粘附性较弱，再加上ABS材料的成型收缩率(0.4％～0.7％)比PLA材料(0.2％～0.4％)的大，高的成型收缩率又会弱化材料对底板的粘附性，所以普通ABS材料在打印模型的过程中，易出现打印模完全脱离或部分脱离底板的现象，完全脱离则影响打印的进行，部分脱离则表现为翘曲严重或因翘曲开裂的现象，换言之，普通ABS材料是无法满足打印成型的要求，严重限制了ABS材料在3D打印技术中的推广应用。现有ABS打印材料的专利技术中，绝大多数是以改性优化材料的某些性能为目的，未考虑改性对材料打印成型性的影响，一般都是增韧改性、耐热改性、增强改性等，公开日为2018年01月19日的中国专利申请CN107603181A，公开了一种3D打印用ABS材料及其制备方法，通过添加PC材料，虽然提高了ABS改性材料的耐热性和韧性，但是PC材料本身的粘附性比ABS材料的还差，最终会降低ABS改性材料对打印机底板的粘附性。有极少数专利技术是以满足打印成型要求为目的，对材料进行改性优化的，一般都是通过加入无机粉体或低收缩率的材料来降低ABS改性材料的收缩率，最终降低ABS改性材料因收缩对底板粘附性的影响，公开日为2017年09月15日的中国专利申请CN107163426A公开了一种3D打印用低翘曲ABS材料及其制备方法，其中添加的无机粉体虽然对材料的收缩率有一定的降低作用，但是无机粉体的加入，会降低ABS改性材料的粘附性，导致打印模型对打印机底板和打印模型层与层之间的粘附性急剧下降，无法满足打印成型的要求。只有先满足3D打印的成型要求，才能更好的发挥改性技术的优势。公开日为2019年01月15日的中国专利申请CN109206832A，公开了一种3D打印极低翘曲无开裂的ABS材料及其制备方法，添加低收缩率的共聚酯和降低材料收缩率的无机粉体，这是现有技术通用的原理，另外添加了辅助防开裂粘附剂，包括PCL、EVA、PE等，有涉及到与底板粘附性的问题，但是这些防开裂粘附剂是单一组分，跟多组分混合体系的热熔胶相比，其粘附性远远不如，所以起到的只是辅助作用，打印效果也只是极低翘曲，翘曲变形量大于1，而不是微翘曲的效果。公开日为2018年06月12日的中国专利申请CN108148250A，公开了一种3D打印用高强度免支撑聚合物波纹丝材及制备方法，此方法是采用波纹拉丝机将聚合物熔融并挤出，制得具有等距、等深波纹的聚合物丝材，然后将制得的聚合物丝材浸入由层状黏土、无机晶须及溶剂组成的膏状混合物中，使膏状物填满丝材的各个波谷，采用真空抽滤除去溶剂，并立即使用固态热熔胶进行激光焊接，使层状黏土与无机晶须牢固固定于丝材的波谷中，制得负载有填料的聚合物丝材。此文献中热熔胶的作用只是为了把无机粉体粘附在波纹丝材表面，没有定量或定性研究热熔胶对打印成型性的影响，只是对材料做了增强增韧的改性，更没有涉及与打印机底板粘附性的问题。另外此方法很难保证丝材的线径稳定性，很难满足FDM-3D打印成型的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料。为实现上述目的，本专利技术提供一种一种3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料，其特征在于，包括如下重量百分比的各成分，进一步，包括如下重量百分比的各成分，进一步，所述ABS材料的熔融指数(220℃/10Kg)大于15g/10min。因为热熔胶材料的熔指相对比较低，为了保证优良的加工性，要求ABS材料的熔指要高点。进一步，所述热熔胶为聚烯烃类、乙烯及其共聚物类、苯乙烯及其嵌段共聚物类、聚酰胺类、聚氨酯类中的一种或多种。因为热熔胶与金属材质的粘结性较强，添加到ABS材料中，可以提高ABS改性材料与金属材质底板的粘附性。热熔胶是一种可塑性的粘结剂，主要由聚合物树脂、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂等组分组成，属于多组分的混合体系，在室温下呈固态，加热熔融成液态润湿被粘附物后，经压合冷却，可在几秒内与被粘附物形成紧密的粘结力或者说具有粘附性。以聚乙烯(PE)为例，接枝马来酸酐等极性基团后形成PE热熔胶，其能够与金属材质通过化学键的作用形成牢固的粘接，粘接作用的示意图见图1所示。图最左端为马来酸酐接枝聚乙烯热熔胶的分子结构示意图，中间部分为金属材质的分子结构示意图，最右端为二者通过化学键作用形成的分子结构示意图，可以看出二者会形成牢固的粘附。进一步，所述球状无机粉体为玻璃微珠，硫酸钡，碳酸钙中的一种或多种。球状粉体的加入，既能起到降低收缩率的作用，还可以降低热熔胶之间的粘性，起到防粘连剂的作用，防止热熔胶在高温环境中自粘结。进一步，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯复配得到；优选的，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配重量比例为2：1。进一步，所述润滑剂为白油、聚乙烯蜡、石蜡的一种或多种。既能起到内外润滑的作用，在热熔胶中还起到粘度调节剂的作用，可以提高热熔胶材料的流动性和润湿性，从而提高材料对被粘附物的粘附性，同时降低热熔胶之间的粘性，防止热熔胶发粘结块。进一步，制备方法如下，原材料准备:按质量百分含量称取各组分，并将称取的ABS材料在80～100℃温度下干燥，干燥时间至少为4小时；混合物制备：将热熔胶先与润滑剂放入高混机，在10～30℃下搅拌3～5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料，其特征在于，包括如下重量百分比的各成分，

【技术特征摘要】
1.一种3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料，其特征在于，包括如下重量百分比的各成分，2.如权利要求1所述3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料，其特征在于，包括如下重量百分比的各成分，3.如权利要求1所述3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料，其特征在于，所述ABS材料的熔融指数220℃/10Kg条件下大于15g/10min。4.如权利要求1所述3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料，其特征在于，所述热熔胶为聚烯烃类、乙烯及其共聚物类、苯乙烯及其嵌段共聚物类、聚酰胺类、聚氨酯类中的一种或多种。5.如权利要求1所述3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料，其特征在于，所述球状无机粉体为玻璃微珠，硫酸钡，碳酸钙中的一种或多种。6.如权利要求1所述3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料，其特征在于，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯复配得到；优选的，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配重量比例为2：1。7.如权利要求1所述3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料，其特征在于，所述润滑剂为白油、聚乙烯蜡、石蜡的一种或多种。8.如权利要求1所述3D打印高粘附底板性微翘曲无开裂ABS改性材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，刁雪峰，申应军，吴腾达，蒋士鹏，
申请(专利权)人：金旸厦门新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35