用于3D打印的改性PC/ABS组合物及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于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。

Modified PC / ABS composition for 3D printing and preparation method

【技术实现步骤摘要】
用于3D打印的改性PC/ABS组合物及制备方法
本专利技术属于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(FusedDepositionModeling,FDM)、立体光固化成型(StereoLithographyApparatus,SLA)和选择性激光烧结(SelectiveLaserSintering,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FDM3D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。本专利技术公布了一种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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的3D打印用改性PC/ABS组合物的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种3D打印线，由含有上述解决技术问题之一所述的改性PC/ABS组合物的材料制得。本专利技术所要解决的技术问题之四是提供一种与解决技术问题之三相对应的3D打印线的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之五是提供一种与解决技术问题之三相对应的3D打印线的应用方法。为了解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案为：一种改性PC/ABS组合物，以质量份数计，包括以下组分：(1)1至99的PC树脂；(2)1至99的ABS树脂；(3)0.1至50的脂肪族芳香族共聚酯。上述技术方案中，所述的PC树脂选自双酚A与碳酸二苯酯熔融缩聚或双酚A与光气直接酯化所得。上述技术方案中，所述的ABS树脂选自本体法连续聚合或乳液法聚合中的任意一种。上述技术方案中，所述的ABS树脂ABS树脂选自本体法连续聚合与乳液法聚合的混合物，混合物由下述质量份的组分组成：本体法连续聚合ABS树脂0-99份、乳液法ABS树脂0-99份。上述技术方案中，所述的脂肪族芳香族共聚酯优选为α,ω-脂肪族二酸或其衍生物和芳香族二酸或其衍生物与至少一个脂肪族二醇缩合而成的共聚酯；所述的脂肪族二酸为含有2个到22个主链碳原子的α,ω-脂肪族二酸，包括：草酸，1,3-丙二酸，琥珀酸(1,4-丁二酸)，谷酸(1,5-戊二酸)，肥酸(1,6-己二酸)，1,7-庚二酸，1,8-辛二酸，1,9-壬二酸，1,10-癸二酸直至碳原子数达到22的二元酸；所述脂肪族二酸的衍生物包括上述二酸对应的酸酐、酯、酰卤等。上述技术方案中，所述的芳香族二酸优选对苯二甲酸，对苯二甲酸二甲酯，1，4-萘二酸，2，7-萘二酸，2，6-萘二酸，4，4’-二苯醚二酸，4，3’-二苯醚二酸，4，4’-二苯硫醚二酸，4，3’-二苯硫醚二酸，4，4’-二苯砜二酸，4，3’-二苯砜二酸，4，4’-二苯甲酮二酸，4，3’-二苯甲酮二酸中的至少一种。所述芳香族二酸的衍生物包括上述二酸对应的酸酐、酯、酰卤等。上述技术方案中，所述的脂肪族和芳香族二酸优选为含取代基的脂肪族和芳香族族二酸；所述的取代基优选为直链烷基、带有支链的烷基、环型烷基、带有不饱和结构的烷基；和带有其它取代基如环己基的二元酸。上述技术方案中，所述的脂肪族二醇包括乙二醇，1，2-丙二醇、1，3-丙二醇，1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1,4-丁二醇，1，2-戊二醇、1，3-戊二醇、1，4-戊二醇、1,5-戊二醇，1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、1，2-庚二醇、1，3-庚二醇、1，4-庚二醇、1，5-庚二醇、1，6-庚二醇、1，7-庚二醇、1，2-辛二醇、1，3-辛二醇、1，4-辛二醇、1，5-辛二醇、1，6-辛二醇、1，7-辛二醇、1，8-辛二醇、1，2-壬二醇、1，3-壬二醇、1，4-壬二醇、1，5-壬二醇、1，6-壬二醇、1，7-壬二醇、1，8-壬二醇、1，9-壬二醇、1，2-癸二醇、1，3-癸二醇、1，4-癸二醇、1，5-癸二醇、1，6-癸二醇、1，7-癸二醇、1，8-癸二醇、1，9-癸二醇、1，10-癸二醇直至碳原子数达到24的二醇和带有其它取代基如环己基的二元醇中的至少一种。上述技术方案中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性PC/ABS组合物，以质量份数计，包括以下组分：/n(1)1至99份的PC树脂；/n(2)1至99份的ABS树脂；/n(3)0.1至50份的脂肪族芳香族共聚酯。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性PC/ABS组合物，以质量份数计，包括以下组分：
(1)1至99份的PC树脂；
(2)1至99份的ABS树脂；
(3)0.1至50份的脂肪族芳香族共聚酯。


2.根据权利要求1中所述的改性PC/ABS组合物，其特征在于所述的PC树脂选自双酚A与碳酸二苯酯熔融缩聚或双酚A与光气直接酯化所得。


3.根据权利要求1中所述的改性PC/ABS组合物，其特征在于所述的ABS树脂选自本体法连续聚合或乳液法聚合制得的ABS树脂中的任意一种或两种以上的混合物，所述混合物中，以质量份计，本体法连续聚合ABS树脂为0-99份、乳液法ABS树脂为0-99份。


4.根据权利要求1中所述的改性PC/ABS组合物，其特征在于所述的脂肪族芳香族共聚酯为α,ω-脂肪族二酸或其衍生物和芳香族二酸或其衍生物与至少一个脂肪族二醇缩合而成的共聚酯。


5.根据权利要求1中所述的改性PC/ABS组合物，其特征在于所述组合物还包括组分：(4)0.1-20份的功能改进助剂；所述的的功能改进助剂任意选自相容剂、无机填料、抗氧化剂、润滑剂、着色剂、扩链剂中的一种或两种以上。


6.根据权利要求4中所述的改性PC/ABS组合物，其特征在于所述的α,ω-脂肪族二酸为含有2个到22个主链碳原子的含取代基或不含取代基的α,ω-脂肪族二酸及其衍生物，例如优选为草酸，1,3-丙二酸，1,4-丁二酸，1,5-戊二酸，1,6-己二酸，1,7-庚二酸，1,8-辛二酸，1,9-壬二酸，1,10-癸二酸直至碳原子数达到22的二元酸中的一种；所述脂肪族二酸的衍生物包括上述二酸对应的酸酐、酯、酰卤中的至少一种；所述的芳香族二酸优选为对苯二甲酸，对苯二甲酸二甲酯，1，4-萘二酸，2，7-萘二酸，2，6-萘二酸，4...

【专利技术属性】
技术研发人员：白瑜，申长江，王洪学，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11