[发明专利]一种3D打印用改性ABS树脂及其制备方法

说明书

本发明提供一种3D打印用改性ABS树脂及其制备方法，本发明提供的3D打印用改性ABS树脂的质量百分比组成为：ABS树脂：40~85%；改性纳米粒子：1~10%；SAN树脂：10~40%；纤维增强ABS树脂粒料：4~30%。本发明制备的3D打印用改性ABS树脂，有较好的韧性和力学性能，适用于市面大多数FDM成型3D打印机，可有效减少打印过程中翘边的发生。

技术领域

本发明涉及高分子材料合成与制备技术领域，具体涉及一种3D打印用改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂及其制备方法。

背景技术

3D打印技术，依托于信息技术、精密机械以及材料科学等多学科，学术名称为快速成型技术（RP: Rapid Prototyping Manufacturing）,也称为增材制造技术（AM: AdditiveManufacturing）。基本原理是分层制造、逐层叠加。把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层的打印出来并按原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型，类似于高等数学中的积分。

ABS树脂是丁二烯橡胶微粒分散在丙烯腈-苯乙烯树脂连续相中的“海岛”型结构，将树脂的刚性和橡胶的弹性相结合，不仅具有韧、硬、刚相均衡的优良力学特性，而且具有耐化学药品性好、尺寸稳定性好、表面光泽好、易涂装和易着色的优点。广泛用于汽车制造业、电器仪表工业和机械工业等。也是3D打印技术常用的树脂材料之一。SAN树脂为苯乙烯-丙烯腈共聚物，具有耐高温性、出色的光泽度和耐化学介质性，还有优良的硬度、刚性、尺寸稳定性和较高的承载能力，在商业市场有广泛用途。

纳米粒子经显微观察，其是由数目较少的原子或分子组成的原子群或分子群，其表面原子是长程有序而短程无序的非晶层；在粒子核心部分存在结晶完好并且周期性排布原子，不过其结构与本体样品稍有不同。正是由于纳米粒子的这种特殊结构类型，使纳米粒子表面能和表面结合能迅速增加，使具有许多悬空键并缺少相邻原子的表面原子，可以与其它原子相结合而稳定下来。因此，纳米粒子可应用于聚合物填充改性，开发高性能、具有特殊功能的复合材料。

由于目前3D打印技术的局限性，一般ABS树脂材料用于3D打印，打印温度在230~270℃范围，其产品强度约为相同树脂注塑产品强度的80%，限制了ABS树脂在3D打印技术中的使用。由于市场上大部分3D打印机机头加热温度最高为270℃，想提高ABS树脂3D打印产品的强度和韧性，常用如PC/ABS、PA/ABS等熔融共混改性的树脂，其改性ABS树脂在270℃下并不能有很好的熔融效果，不能保证3D打印产品的精度，强度提高并不明显。同时目前市场上3D打印材料的价格较高，不利于3D打印技术的推广和应用。

综上所述，目前人们常用的ABS树脂及塑料合金用于3D打印，特别是熔融堆积成型原理（FDM）3D打印机效果并不理想，因此，针对3D打印开发改性ABS材料具有重要的理论意义和应用价值

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种3D打印用改性ABS树脂，通过添加纤维增强ABS树脂粒料、改性纳米粒子来改善ABS树脂的力学性能和韧性，减少树脂收缩率，为3D打印产品提供更好的力学性能，并减少ABS树脂3D打印翘边问题。添加SAN树脂可改善ABS树脂的熔融指数、提高树脂流动性，以适用于市面上大多数熔融堆积成型原理（FDM）的3D打印机，并提供更好的成型效果。

本发明提供一种3D打印用改性ABS树脂，所述改性ABS树脂的质量百分比组成为：ABS树脂：40~85%；改性纳米粒子：1~10%；SAN树脂：10~40%；纤维增强ABS树脂粒料：4~30%。