本發明屬于3d打印技術領域，具體涉及一種摻石墨烯納米片及氧化鋁納米顆粒的3d打印用改性abs和ps材料及其制備方法。
背景技術：
3d打印(3dp)即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
3d打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(aec)、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。
3d打印存在著許多不同的技術。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構建創建部件。3d打印常用材料有尼龍玻纖、聚乳酸、abs樹脂、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍氧化鋁、鍍金、橡膠類材料。
其中，abs樹脂是最早用于熔融沉積成型(fdm)技術的材料，該材料的打印溫度為210-260℃，玻璃化轉化溫度為105℃，其具有很多優點，如強度較高，韌性較好，耐沖擊，絕緣性號，抗腐蝕，耐低溫，然而abs打印時需要加熱，同時該材料遇冷收縮性很明顯，容易出現翹曲、開裂等質量問題。
技術實現要素：
本發明的目的之一在于針對現有技術的不足，提供一種制備方法簡單，制備得到的改性abs材料性能優異的摻石墨烯納米片及氧化鋁納米顆粒的3d打印用改性abs和ps材料的制備方法。
本發明的目的之一在于針對現有技術的不足，提供一種不易出現翹曲、開裂，遇冷收縮性能得到顯著改善的摻石墨烯納米片及氧化鋁納米顆粒的3d打印用改性abs和ps材料。
本發明的技術方案在于提供一種摻石墨烯納米片及氧化鋁納米顆粒的3d打印用改性abs和ps材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法為將干燥后的ps和abs與表面活性劑混合均勻；然后加入玻璃纖維、石墨烯納米片以及氧化鋁納米顆粒，混合，加熱后螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs和ps材料。
本發明進一步包括以下優選的技術方案：
優選的方案中，ps和abs的質量比為1-5：5-10。
ps和abs的質量比進一步優選為2-4：6-8。
優選的方案中，相對100質量份abs，石墨烯納米片的加入量為1-5份。
優選的方案中，相對100質量份abs，玻璃纖維的量為5-20份。
優選的方案中，相對100質量份abs，玻璃纖維的量為5-10份。
優選的方案中，相對100質量份abs，氧化鋁納米顆粒的加入量為1-5份，其粒徑為0.1-5nm。
優選的方案中，所述玻璃纖維為納米級玻璃纖維，其直徑為10-100nm。
優選的方案中，相對100質量份abs，所述表面活性劑的加入量為1-5份。
優選的方案中，所述加熱溫度為150-250℃。
所述干燥溫度優選為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氧化鋁納米顆粒的3d打印用改性abs和ps材料。
與現有技術相比，本發明的優點在于：
1、3d打印用abs材料中，單純添加玻璃纖維易造成各項異性，使材料的熱傳導能力不均勻。且纖維與纖維之間一般是點接觸，不利于熱量傳輸。添加一定比例的高導熱石墨烯納米片和氧化鋁納米顆粒，石墨烯納米片和氧化鋁納米顆粒分散并吸附在纖維表面，呈現點-線-面接觸，增強了復合材料內部的導熱通道，同時由于納米材料的高比表面積，還能增強纖維填料與abs基體之間的界面粘結力，減小復合材料內部的界面熱阻。
2、通過ps+abs+玻璃纖維+石墨烯納米片+氧化鋁納米顆粒的結合，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、開裂現象大量減少。
4、遇冷收縮性能得到顯著改善。
5、本發明所得產品的發黃現象得到顯著改善。
具體實施方式
實施例1
將ps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、石墨烯納米片以及氧化鋁納米顆粒，混合，200℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps20kg
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片5kg
氧化鋁納米顆粒4kg
實施例2
將ps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、石墨烯納米片以及氧化鋁納米顆粒，混合，180℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps40kg
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維5kg
石墨烯納米片2kg
氧化鋁納米顆粒2kg
實施例3
將ps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、石墨烯納米片以及氧化鋁納米顆粒，混合，180℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps50kg
abs100kg
表面活性劑2kg
玻璃纖維10kg
石墨烯納米片3.2kg
氧化鋁納米顆粒3kg
實施例4
將ps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、石墨烯納米片以及氧化鋁納米顆粒，混合，200℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps30kg
abs100kg
表面活性劑2kg
玻璃纖維7kg
石墨烯納米片3kg
氧化鋁納米顆粒2kg
實施例5
將ps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、石墨烯納米片以及氧化鋁納米顆粒，混合，220℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片2.5kg
氧化鋁納米顆粒1kg
實施例6
將ps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、石墨烯納米片以及氧化鋁納米顆粒，混合，200℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維15kg
石墨烯納米片3kg
氧化鋁納米顆粒2kg
實施例7
將ps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、石墨烯納米片以及氧化鋁納米顆粒，混合，250℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維8kg
石墨烯納米片5kg
氧化鋁納米顆粒4kg
對比例1
將ps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℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
石墨烯納米片10kg
氧化鋁納米顆粒0.5kg
對比例2
將ps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℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps20kg
abs100kg
表面活性劑0.5kg
玻璃纖維30kg
氧化鋁納米顆粒8kg
對比例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
對比例4
將ps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
對比例5
將ps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℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps200kg
abs100kg
表面活性劑1kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片0.5kg
對比例6
將ps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℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps20kg
abs100kg
表面活性劑1.5kg
玻璃纖維20kg
石墨烯納米片0.5kg
對比例7
將ps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℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps45kg
abs100kg
表面活性劑10kg
玻璃纖維25kg
石墨烯納米片4kg
對比例8
將ps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℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps50kg
abs100kg
表面活性劑5kg
玻璃纖維25kg
石墨烯納米片10kg
對比例9
將ps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℃加熱后通過螺桿擠出，干燥，得到改性后的abs材料。
其中，
ps20kg
abs100kg
表面活性劑0.5kg
玻璃纖維25kg
以實施例1-6以及對比例1-8所述產品作為3d打印原料制備得到十批次成品，其翹曲和開裂性能如表1所示：
表1