CN106317735A

CN106317735A - 一种适用于3d打印asa复合材料的制备方法

Info

Publication number: CN106317735A
Application number: CN201510342647.7A
Authority: CN
Inventors: 佟喜国; 刘刚; 林航
Original assignee: Heilongjiang Xinda Enterprise Group Co Ltd
Current assignee: Heilongjiang Xinda Enterprise Group Co Ltd
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2017-01-11

Abstract

本发明提供一种用于3D打印的ASA复合材料，由以下组分按质量百分含量组成：ASA树脂60%-70%、PA6 15%-25%、无机填充物3%-10%、相容剂2%-5%、抗氧剂0.1%-0.5%、抗紫外剂0.1%-0.5%、色粉2%-4%和润滑剂1%-2%。该ASA复合材料的成型工艺的力学性能和材料的质量稳定性与传统的3D打印用材ABS和PLA材料的相比较有很大的提高和优化，减少了3D打印时出现空心和翘曲变形等次品的产生率，实际应用价值更高，适用范围更广。

Description

一种适用于3D打印ASA复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及ASA复合材料，特别是一种用于3D打印的ASA复合材料及其制备方法。

背景技术

随着3D打印在市场份额中的逐步提升，其制造的产品性能在不同领域也偶遇这不同的要求，需要在不同的环境中更加耐用，并具备必要的抗紫外线性能、耐候性能，为了适应市场竞争，制造成本也需要降低，3D打印成型效果很主要取决于所使用耗材质量。能够广泛用于3D打印技术的材料至少需要满足以下要求：打印时无刺鼻气味、熔融后流动性强、具有一定的耐气候性、具有一定的力学性能、可配备不同种颜色、价格合理等。

在3D打印技术中，熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling，FDM)的机械结构最简单，设计也最容易，制造成本、维护成本和材料成本也最低。目前，FDM主要以ABS和PLA为材料，但存在如下缺点：

ABS材料

(1)打印时有很强烈的刺鼻气味，有毒，长期使用此材料会导致畸形致癌；

(2)属于无定形聚合物，无明显熔点，加工温度在220℃以上；

(3)熔体粘度较高，流动性差，打印时容易堵住喷头，造成机器故障；

(4)热稳定不好，有吸湿倾向，耐老化性较差，产品稳定性较差；

PLA材料

(1)气体有较强毒性，会致癌；

(2)加工温度为200℃，收缩率较低，但打印较大尺寸的产品效果不好；

(3)具有较低的熔体强度，打印模型的表面光泽性较好，但易使喷头堵塞；

(4)因国内生产的材料粗制滥造，所以主要依靠国外进口，价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种用于3D打印的ASA复合材料，其成型工艺的流动性和材料的质量稳定性与传统的3D打印用材ABS和PLA材料的相比较有很大的提高和优化。

为了实现上述发明的目的，ASA复合材料在3D打印实际应用中的问题，本发明提供以下技术方案：

(1)一种用于3D打印的ASA复合材料，由以下组分按质量百分含量组成：

ASA树脂、PA6、无机填充物、相容剂、抗氧剂、抗紫外剂、色粉、润滑剂。

(2）优选的，该用于3D打印的ASA复合材料，由以下组分按质量百分含量组成：ASA树脂60%-70%、PA6 15-25%、无机填充物3-10%、相容剂2-5%、抗氧剂0.1-0.3%、抗紫外剂0.1-0.5%、色粉2-4%、润滑剂1-2%。

(3）所述的无机填充物为滑石粉、高岭土、碳酸钙中的一种或几种。

(4)所述的相容剂为ABS-g-MAH、POE-g-MAH、PTW、KT-10A中的一种或几种。

(5)所述的抗氧剂为DSTP、3114、1024、1010中的一种或几种。

(6)所述的抗紫外剂为紫外线吸收剂UV-531、UV-1130、光稳定剂292、UV-234中的一种或两种。

(7)所述的色粉为钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁橙、氧化锌铁黄中一种或几种。

(8)所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、天然石蜡、EBS、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸镁中的一种或几种。

（9）所述的应用于3D打印的ASA复合材料的制备方法为，将ASA树脂60%-70%、PA6 20-25%、无机填充物3-10%、相容剂2-5%、抗氧剂0.1-0.3%、抗紫外剂0.1-0.5%、色粉2-4%、润滑剂1-2%按质量百分含量称取后，放入高速混合机下进行混合30秒，反复混合3次，然后加入平型双螺杆挤出机在220-240℃下挤出，螺杆转速260-320rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。

与现有技术相比，本发明所制备ASA3D打印耗材的优点在于：

1.本发明提供的ASA复合材料既提高了材料的力学性能、质量稳定性，因此特别适合用于3D打印；加入相容剂提高了ASA树脂与PA6、无机填充物之间的相容性、提高了产品性能。

2.本发明改进了使用其他用材制得的3D打印产品耐候性较差的缺点，具有较高耐候性、耐老化、耐冲击和耐污的优点。

3.使用本发明提供的ASA复合材料3D打印材料色彩鲜艳、且具备多种颜色、使产品在生产3D打印制品时更加美观。

综上所述：本发明提供的ASA复合材料针对3D打印技术对用材的要求设计，成型工艺的流动性和材料的质量稳定性与传统的ABS和PLA材料的相比较有很大的提高和优化，减少3D打印时出现空心和翘曲变形等次品，实现较强的耐气候性能，实际应用价值更高，适用范围更广。

具体实施方式

结合附表对本发明的具体实施方式进行阐述，为了更详细地说明本发明，给除下述制备实施例，但本发明的范围并不局限于此。

实施例1：

取68%ASA树脂、20%PA6、5%碳酸钙、3%相容剂POE-g-MAH、0.2%抗氧剂DSTP、0.3%抗紫外剂UV-531、2%色粉钛白粉、1.5%润滑剂硬脂酸。放入高速混合机下进行混合30秒、重复混合3次，然后加入平型双螺杆挤出机在220℃下挤出，螺杆转速280rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。

实施例2：

取70%ASA树脂、18%PA6、5%碳酸钙、3%相容剂POE-g-MAH、0.2%抗氧剂DSTP、0.3%抗紫外剂UV-531、2%色粉钛白粉、1.5%润滑剂硬脂酸。放入高速混合机下进行混合30秒、重复混合3次，然后加入平型双螺杆挤出机在220℃下挤出，螺杆转速280rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。

实施例3：

取70%ASA树脂、18%PA6、5%碳酸钙、3%相容剂KT-10A、0.2%抗氧剂3114、0.3%抗紫外剂光稳定剂292、2%色粉氧化铁红、1.5%润滑剂EBS。放入高速混合机下进行混合30秒、重复混合3次，然后加入平型双螺杆挤出机在220℃下挤出，螺杆转速280rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。

实施例4：

取66%ASA树脂、22%PA6、5%碳酸钙、3%相容剂KT-10A、0.2%抗氧剂3114、0.3%抗紫外剂光稳定剂292、2%色粉氧化铁红、1.5%润滑剂EBS。放入高速混合机下进行混合30秒、重复混合3次，然后加入平型双螺杆挤出机在220℃下挤出，螺杆转速280rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。

实施例5：

取70%ASA树脂、18%PA6、5%碳酸钙、3%相容剂KT-10A、0.2%抗氧剂1010、0.3%抗紫外剂UV-234、2%色粉氧化铁黄、1.5%润滑剂硬脂酸镁。放入高速混合机下进行混合30秒、重复混合3次，然后加入平型双螺杆挤出机在220℃下挤出，螺杆转速280rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。

实施例6：

取72%ASA树脂、16%PA6、5%碳酸钙、3%相容剂KT-10A、0.2%抗氧剂1010、0.3%抗紫外剂UV-234、2%色粉氧化铁黄、1.5%润滑剂硬脂酸镁。放入高速混合机下进行混合30秒、重复混合3次，然后加入平型双螺杆挤出机在220℃下挤出，螺杆转速280rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。

附表：

	缺口冲击强度（KJ/M²)	拉伸强度（MPa）	熔融指数（g/10min）	耐老化性	邵氏硬度	3D打印喷头温度（℃）
							实施例1	36.3	61.8	10	ΔE<1.5	68D	195
实施例2	33.4	55.6	10	ΔE<1.5	67D	201
							实施例3	34.6	62.5	9	ΔE<1.5	68D	210
实施例4	33.5	60.1	8	ΔE<1.5	69D	198
							实施例5	34.8	57.6	10	ΔE<1.5	68D	190
实施例6	35.3	59.2	9	ΔE<1.5	66D	194

Claims

1.一种用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，由以下组分按质量百分含量组成：

2.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述组分的质量百分含量为：

ASA树脂60%-70%、PA6 15-25%、无机填充物3-10%、相容剂2-5%、抗氧剂0.1-0.3%、抗紫外剂0.1-0.5%、色粉2-4%、润滑剂1-2%。

3.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的无机填充物为滑石粉、高岭土、碳酸钙中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的相容剂为ABS-g-MAH、POE-g-MAH、PTW、KT-10A中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为DSTP、3114、1024、1010中的一种或几种。

6.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的抗紫外剂为紫外线吸收剂UV-531、UV-1130、光稳定剂292、UV-234中的一种或两种。

7.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的色粉为钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁橙、氧化锌铁黄中一种或几种。

8.如权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、天然石蜡、EBS、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸镁中的一种或几种。

9.权利要求1所述的用于3D打印的ASA复合材料的制备方法，其特征在于，将权利要求1中所述的组分按质量百分含量称取，放入高速混合机下进行混合30秒，混合3次后取出，然后加入平型双螺杆挤出机在220-240℃下挤出，螺杆转速260-320rpm挤出成型、冷却后即得ASA复合材料。