[发明专利]一种可双重固化改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种可双重固化改性丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物及其制备方法和应用，所述改性丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物的结构式如下：其中x,y,z＝1～250；n＝1～200，R为烷基；所述改性丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物的分子量为1000～50000。本发明提供的可双重固化改性丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物具有较低的玻璃化转变温度和熔点，适用于FDM 3D打印成型；并且其与光敏树脂具有很好的相容性，还具有抗收缩性强的优点，适用于UV光固化3D打印成型。

技术领域

本发明涉及聚合物材料领域，具体涉及一种可双重固化改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印是指广义的增材制造技术，其为当前科技领域的研究热点。3D打印技术已在工业设计手板、铸造消失模具、牙科义齿、医疗手术、建筑、医学生物、光学、电子、声学、工程、艺术造型等多个领域获得应用。

依照打印方式3D打印技术包括FDM、SLS、SLA、DLP、UV喷墨、3DP等多种工艺，比较常用的3D打印技术为熔融层积成型技术，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂作为一种FDM 3D打印用材被使用的最为广泛。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂是一种没有毒害、没有气味的粉状或颗粒状材料，其为半透明或淡黄色。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物为同时具有橡胶分散相和基体树脂连续相的二相结构，其中丙烯腈提供耐化学性和抗冲击性，丁二烯提供韧性和抗冲击性，苯乙烯提供刚性和易加工性。目前用于3D打印的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂材料普遍存在强度低、韧性不足、流动性不好等缺点。中国专利201610381482.9公开了一种用于3D打印ABS的增强增韧剂和ABS复合材料，该专利中的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂未经任何改性，其熔点较高，成型温度在200～240℃。ABS树脂成型温度过高会造成其在打印过程中遇冷易收缩，容易从加热板上局部脱落、悬空，并且由于温差过大，打印过程中容易发生模型翘边、抽丝现象；因此ABS树脂在某些领域的应用受到了极大的限制。

光固化技术作为一种新兴的技术，具有节能、环保、生产效率高等显著优点，广泛应用于电子产品外壳、光学膜、触摸屏等领域起到对基材的保护作用。光固化技术在3D打印使用中具有成型精度高、固化速率快等特点，但是目前的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂由于其与光敏树脂的相容性较差无法直接应用于光固化3D打印技术中。

因此，亟需研究一种力学性能好、成型温度低、抗收缩、加工性能好，适用于多种3D打印方式的改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可双重固化改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，本发明提供的可双重固化改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物具有较低的玻璃化转变温度和熔点，适用于FDM 3D打印成型；并且其与光敏树脂具有很好的相容性，还具有抗收缩性强的优点，适用于UV光固化3D打印成型。

本发明的另一目的在于提供上述可双重固化改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述可双重固化改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物在3D打印中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可双重固化改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，所述改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的结构式如下：

其中x,y,z＝1～250；n＝1～200，R为烷基；所述改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的分子量为1000～50000。

本发明对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂的化学结构进行改性，在聚合物的主链骨架结构引入支链结构，降低了树脂的玻璃化转变温度和熔点，提高了树脂的抗收缩性能，同时改善了树脂的流动性和力学性能。本发明提供的改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂可以实现熔融固化及UV光固化双重固化，适用于FDM 3D打印及UV 3D打印中。