本發(fā)明屬于3d打印技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摻石墨烯納米片及氮化鋁納米顆粒的3d打印用改性abs材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
3d打印(3dp)即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。
3d打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(aec)、汽車(chē)，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
3d打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3d打印常用材料有尼龍玻纖、聚乳酸、abs樹(shù)脂、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍氮化鋁、鍍金、橡膠類(lèi)材料。
其中，abs樹(shù)脂是最早用于熔融沉積成型(fdm)技術(shù)的材料，該材料的打印溫度為210-260℃，玻璃化轉(zhuǎn)化溫度為105℃，其具有很多優(yōu)點(diǎn)，如強(qiáng)度較高，韌性較好，耐沖擊，絕緣性號(hào)，抗腐蝕，耐低溫，然而abs打印時(shí)需要加熱，同時(shí)該材料遇冷收縮性很明顯，容易出現(xiàn)翹曲、開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備方法簡(jiǎn)單，制備得到的改性abs材料性能優(yōu)異的摻石墨烯納米片及氮化鋁納米顆粒的3d打印用改性abs材料的制備方法。
本發(fā)明的目的之一在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不易出現(xiàn)翹曲、開(kāi)裂，遇冷收縮性能得到顯著改善的摻石墨烯納米片及氮化鋁納米顆粒的3d打印用改性abs材料。
本發(fā)明的技術(shù)方案在于提供一種摻石墨烯納米片及氮化鋁納米顆粒的3d打印用改性abs材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法為將干燥后的sbs和abs與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維、石墨烯納米片以及氮化鋁納米顆粒，混合，加熱后螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
本發(fā)明進(jìn)一步包括以下優(yōu)選的技術(shù)方案：
優(yōu)選的方案中，sbs和abs的質(zhì)量比為1-5：5-10。
sbs和abs的質(zhì)量比進(jìn)一步優(yōu)選為2-4：6-8。
優(yōu)選的方案中，相對(duì)100質(zhì)量份abs，石墨烯納米片的加入量為1-5份。
優(yōu)選的方案中，相對(duì)100質(zhì)量份abs，玻璃纖維的量為5-20份。
優(yōu)選的方案中，相對(duì)100質(zhì)量份abs，玻璃纖維的量為5-10份。
優(yōu)選的方案中，相對(duì)100質(zhì)量份abs，氮化鋁納米顆粒的加入量為1-5份，其粒徑為0.1-5nm。
優(yōu)選的方案中，所述玻璃纖維為納米級(jí)玻璃纖維，其直徑為10-100nm。
優(yōu)選的方案中，相對(duì)100質(zhì)量份abs，所述表面活性劑的加入量為1-5份。
優(yōu)選的方案中，所述加熱溫度為150-250℃。
所述干燥溫度優(yōu)選為50-80℃，干燥方式為真空干燥。
上述制備方法所制備得到的摻石墨烯納米片及氮化鋁納米顆粒的3d打印用改性abs材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
1、3d打印用abs材料中，單純添加玻璃纖維易造成各項(xiàng)異性，使材料的熱傳導(dǎo)能力不均勻。且纖維與纖維之間一般是點(diǎn)接觸，不利于熱量傳輸。添加一定比例的高導(dǎo)熱石墨烯納米片和氮化鋁納米顆粒，石墨烯納米片和氮化鋁納米顆粒分散并吸附在纖維表面，呈現(xiàn)點(diǎn)-線(xiàn)-面接觸，增強(qiáng)了復(fù)合材料內(nèi)部的導(dǎo)熱通道，同時(shí)由于納米材料的高比表面積，還能增強(qiáng)纖維填料與abs基體之間的界面粘結(jié)力，減小復(fù)合材料內(nèi)部的界面熱阻。
2、通過(guò)sbs+abs+玻璃纖維+石墨烯納米片+氮化鋁納米顆粒的結(jié)合，不僅大大減少了玻璃纖維所需的使用量，且在很大程度上提高了abs材料的性能。
3、翹曲、開(kāi)裂現(xiàn)象大量減少。
4、遇冷收縮性能得到顯著改善。
5、本發(fā)明所得產(chǎn)品的發(fā)黃現(xiàn)象得到顯著改善。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將sbs和abs于65℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維、石墨烯納米片以及氮化鋁納米顆粒，混合，200℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs20kg
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片5kg
氮化鋁納米顆粒4kg
實(shí)施例2
將sbs和abs于50℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維、石墨烯納米片以及氮化鋁納米顆粒，混合，180℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs40kg
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維5kg
石墨烯納米片2kg
氮化鋁納米顆粒2kg
實(shí)施例3
將sbs和abs于70℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維、石墨烯納米片以及氮化鋁納米顆粒，混合，180℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑2kg
玻璃纖維10kg
石墨烯納米片3.2kg
氮化鋁納米顆粒3kg
實(shí)施例4
將sbs和abs于75℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維、石墨烯納米片以及氮化鋁納米顆粒，混合，200℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs30kg
abs100kg
表面活性劑2kg
玻璃纖維7kg
石墨烯納米片3kg
氮化鋁納米顆粒2kg
實(shí)施例5
將sbs和abs于50℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維、石墨烯納米片以及氮化鋁納米顆粒，混合，220℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片2.5kg
氮化鋁納米顆粒1kg
實(shí)施例6
將sbs和abs于80℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維、石墨烯納米片以及氮化鋁納米顆粒，混合，200℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維15kg
石墨烯納米片3kg
氮化鋁納米顆粒2kg
實(shí)施例7
將sbs和abs于55℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維、石墨烯納米片以及氮化鋁納米顆粒，混合，250℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維8kg
石墨烯納米片5kg
氮化鋁納米顆粒4kg
對(duì)比例1
將sbs和abs于55℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入石墨烯納米片，混合，250℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
石墨烯納米片10kg
氮化鋁納米顆粒0.5kg
對(duì)比例2
將sbs和abs于65℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維，混合，200℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs20kg
abs100kg
表面活性劑0.5kg
玻璃纖維30kg
氮化鋁納米顆粒8kg
對(duì)比例3
將abs于65℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片，混合，200℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維40kg
石墨烯納米片10kg
對(duì)比例4
將sbs于50℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片，混合，180℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維10kg
石墨烯納米片10kg
對(duì)比例5
將sbs和abs于65℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片，混合，200℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs200kg
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片0.5kg
對(duì)比例6
將sbs和abs于65℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片，混合，200℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs20kg
abs100kg
表面活性劑1.5kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片0.5kg
對(duì)比例7
將sbs和abs于75℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片，混合，200℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs45kg
abs100kg
表面活性劑10kg
玻璃纖維25kg
石墨烯納米片4kg
對(duì)比例8
將sbs和abs于55℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維以及石墨烯納米片，混合，250℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維25kg
石墨烯納米片10kg
對(duì)比例9
將sbs和abs于65℃加熱，真空干燥，與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維，混合，200℃加熱后通過(guò)螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
sbs20kg
abs100kg
表面活性劑0.5kg
玻璃纖維25kg
以實(shí)施例1-6以及對(duì)比例1-8所述產(chǎn)品作為3d打印原料制備得到十批次成品，其翹曲和開(kāi)裂性能如表1所示：
表1