一种3D打印用低气味ABS材料配方及制备方法

ABS树脂作为非结晶共聚物具有较低的收缩率以及优良的综合性能是最早应用于3D打印FDM技术的材料，目前也是FDM打印工艺领域应用最广泛的制件耗材。ABS树脂应用于3D打印产业目前所存在的主要问题：材料在高温(通常为240-260℃)打印成型时会产生强烈的气味，影响材料使用范围，成型时容易产生翘曲、变形等问题；ABS材料加工成为耗材产品过程中材料加工稳定性不足，难以完全复合FDM 3D打印机加工使用要求。减少气味的基本方法包括物理吸附和化学反应两种。目前常用方法中不论是物理吸附方法还是化学反应方法都存在一些弊端。螯合除味剂由于引入天然高分子物质，具有合成简便、价格低廉、吸附容量大、易洗脱、干扰少和稳定性好等优点。CO2/N2萃取过程中，CO2/N2不会发生化学反应，且属于不燃性气体，无味、无臭、无毒，故安全性好；CO2/N2价格便宜、纯度高、容易取得，从而降低成本；压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。

华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项一种3D打印用低气味ABS材料配方及制备方法，该技术的有益效果：在双螺杆挤出机熔融挤出造粒过程中，采用CO2萃取技术，通过侧喂料口加入除味剂，在挤出机中段注入CO2/N2，真空抽气段将CO2/N2抽出的过程，除味剂与相其结合大大提高了除味效率。同时CO2/N2化学性质稳定性，不易参与聚合和分解，对设备的无腐蚀性，无毒，来源容易，价格便宜。萃取技术与传统有机溶剂相比，具有成本低、操作简便、提取安全、无污染等优点，完全可在大生产中广泛使用，现将该一种3D打印用低气味ABS材料配方及制备方法及技术方案实施例介绍如下供研究交流参考：（641321  245594）
一种3D打印用低气味ABS材料配方及制备方法

技术方案

该技术的目的在于提供一种一种3D打印用低气味ABS材料及其制备方法，这种方法使用除味剂与气体萃取的方法生产的环保型低气味材料，具有强度高，高流动的特点，打印过程中无毒害物质挥发，打印制品具备不易翘曲、高精度与良好的力学性能。具体技术方案如下：

一种3D打印用低气味ABS材料及其制备方法，其原料按重量计分别为：

ABS树脂：82.5-99.1％，抗氧剂：0.1-2％，相容剂：0.5-3％

热稳定剂：0.1-0.5％，除味剂：0.1-2％，增塑剂：0.1-10％。

所述ABS树脂其特征为本体聚合法生产的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。包括占总的质量百分比含量为10-30％的橡胶、20-35％的丙烯腈、40-70％的苯乙烯。

所述的抗氧剂选取受阻酚型抗氧剂，二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]，双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。

所述的相容剂为马来酸酐接枝ABS共混物，环状酸酐(MAH)接枝聚丙烯共混物的其中一种。

所述的热稳定剂为高级脂肪酸的金属盐，硬脂酸，月桂酸，棕榈酸，复合金属中的至少一种。

所述的除味剂选取多孔铝硅与螯合型除味剂等有机物的复配物，纳米除味剂，单孔或多微孔结构的无机硅酸盐材料的其中至少一种。

所述的增塑剂选取无味环保低分子量聚酯增塑剂、聚乙烯蜡增塑剂的其中至少一种。

所述的低气味ABS材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按重量份配比配制原料，除除味剂和增塑剂外的其他原料投入预混器中混合均匀，加热至80℃后保温30分钟，得到预混料。

S2、将S1步骤得到的预混料加入到双螺杆挤出机中，并在主喂料口附近通过齿轮泵或隔膜泵注入增塑剂，通过侧喂料口加入除味剂，在挤出机中段注入CO2/N2，真空抽气段将CO2/N2抽出，真空抽气段真空压力为-0.05--0.1MPa，切粒得到ABS材料，其中双螺杆挤出机螺杆转速为200-400rpm，料筒温度为190-260℃。

S3、将干燥后的ABS颗粒材料导入单螺杆挤出机，挤出后通过牵引机牵引，加工成满足3D打印机使用的1.7-3mm线材，单螺杆挤出机螺杆转速为10-80rpm,料筒温度为190-240℃，牵引收卷速度为10-120m/min。

所述的低气味ABS材料进行熔融沉积3D打印的方法，控制3D打印速度在10-60mm/s，打印温度220-260℃，打印层高0.05-0.2mm。

该技术的有益效果：在双螺杆挤出机熔融挤出造粒过程中，采用CO2萃取技术，通过侧喂料口加入除味剂，在挤出机中段注入CO2/N2，真空抽气段将CO2/N2抽出的过程，除味剂与相其结合大大提高了除味效率。同时CO2/N2化学性质稳定性，不易参与聚合和分解，对设备的无腐蚀性，无毒，来源容易，价格便宜。萃取技术与传统有机溶剂相比，具有成本低、操作简便、提取安全、无污染等优点，完全可在大生产中广泛使用。

实施例1

分别称取ABS树脂90.46％，抗氧剂10760.26％与1680.78％，Ca-Zn热稳定剂0.5％，ABS-g-MAH相容剂3％、在高速预混器中混合均匀，加热至80℃后保温30分钟。将预混料加入到双螺杆挤出机中，并在主喂料口附近通过齿轮泵注入分子量为2000的聚酯型增塑剂2％。通过侧喂料口加入有机鳌合除味剂3％，在挤出机中段注入CO2，流量为2.5m3/h，真空抽气段真空压力为-0.098MPa，切粒得到ABS材料，其中双螺杆挤出机螺杆转速为300rpm，料筒温度为190-260℃。将干燥后的ABS颗粒材料导入单螺杆挤出机，挤出后通过牵引机牵引，加工成满足3D打印机使用的1.75±0.05mm线材，单螺杆挤出机螺杆转速为50rpm,料筒温度为190-240℃，牵引收卷速度为30m/min。

本实施例中所述的ABS材料使用现有的3D打印技术进行打印，制成符合ASTM测试标准的试样，进行测试，控制3D打印速度在50mm/s，打印温度240℃，打印层高0.14mm。

对得到的产物进行表征，表征结果如下：

实施例2

分别称取ABS树脂90.46％，抗氧剂10760.26％与1680.78％，Ca-Zn热稳定剂0.5％，ABS-g-GMA相容剂3％、分子量为2000的聚乙烯蜡2％在高速预混器中混合均匀，加热至80℃后保温30分钟。将预混料加入到双螺杆挤出机中，通过侧喂料口加入除味剂有机鳌合除味剂3％，在挤出机中段注入CO2，流量为2m3/h，真空抽气段真空压力为-0.098MPa，切粒得到ABS材料，其中双螺杆挤出机螺杆转速为300rpm，料筒温度为190-260℃。将干燥后的ABS颗粒材料导入单螺杆挤出机，挤出后通过牵引机牵引，加工成满足3D打印机使用的1.75±0.05mm线材，单螺杆挤出机螺杆转速为50rpm,料筒温度为190-240℃，牵引收卷速度为30m/min。

本实施例中所述的ABS材料使用现有的3D打印技术进行打印，制成符合ASTM测试标准的试样，进行测试，控制3D打印速度在50mm/s，打印温度240℃，打印层高0.14mm。

对得到的产物进行表征，表征结果如下：

该项目由华炬新产品研究所技术咨询委员会多位专家根据目前国内该领域最新技术推荐的新技术、新产品、新工艺，包括技术工艺、技术创新、技术配方、方法步骤及实例等方面的推荐，供同仁参考交流，鉴于技术配方的特殊性不接受退款，请根据需要斟酌后支付，谢谢。