本發(fā)明屬于激光燒結(jié)快速成型領(lǐng)域，具體涉及一種用于激光燒結(jié)成型的非晶高分子復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：激光燒結(jié)成型技術(shù)是一種利用可控激光束將粉末材料進(jìn)行燒結(jié)，并通過不同的截面制備具有一定厚度三維制件的快速成型技術(shù)。激光燒結(jié)成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可采用多種材料，可以講多種粉末材料根據(jù)需求制備為不同結(jié)構(gòu)的制件；產(chǎn)品精度高，公差可控范圍可以達(dá)到0.05-2.5mm；無需支撐結(jié)構(gòu)，成型過程中的懸空層面可直接燒結(jié)成型，省去了繁瑣的后處理過程。激光燒結(jié)成型技術(shù)常用的高分子材料原料，常存在制件強(qiáng)度低、耐熱性差以及尺寸穩(wěn)定性差等不足，且一般材料需要比較復(fù)雜的輔助工藝，難以在保證制品精度的同時(shí)提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于改善激光燒結(jié)成型技術(shù)常用高分子材料原料的不足，提供一種具有機(jī)械強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性及阻燃性好等特點(diǎn)的改性樹脂材料。本發(fā)明無需輔助工藝，可大提高生產(chǎn)效率。此外材料制備工藝簡單，可直接應(yīng)用和推廣于激光燒結(jié)成型制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，制備具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的部件。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種用于激光燒結(jié)成型的非晶高分子復(fù)合材料，由以下重量份組分制備而成：樹脂基體100份，透明粉5～30份，偶聯(lián)劑0.5～4.5份，抗氧劑0.5～4.5份，熱穩(wěn)定劑0.5～5份，潤滑劑0.5～5份。所述的樹脂基體為聚碳酸酯樹脂（PC）或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂（ABS）。所述的透明粉是以二氧化硅和氧化鎂為主要成分的粉末材料，尺寸為500-2500目，白度≥90，為市售。所述的偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。所述的抗氧劑為β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯或三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯。所述的熱穩(wěn)定劑為苯乙烯-N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酐共聚物或苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來酰亞胺共聚物。所述的潤滑劑為乙烯-丙烯酸共聚物或季戊四醇硬脂酸酯。所述的用于激光燒結(jié)成型的非晶高分子復(fù)合材料的制備方法包含以下步驟：（1）按以下比例配備原料：樹脂基體100份、透明粉5～30份、偶聯(lián)劑0.5～4.5份、抗氧劑0.5～4.5份、熱穩(wěn)定劑0.5～5份以及潤滑劑0.5～5份，置于高速混合機(jī)分散10～30分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。本發(fā)明以非晶高分子材料為基體，以透明粉為改性填充材料，制備得到用于激光燒結(jié)成型的非晶高分子復(fù)合材料，具有機(jī)械強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性及阻燃性好等特點(diǎn)，同時(shí)無需輔助工藝，可大提高生產(chǎn)效率。此外材料制備工藝簡單，可直接應(yīng)用和推廣于激光燒結(jié)成型制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，制備具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的部件。具體實(shí)施方法下面結(jié)合具體實(shí)例對本
發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但所述實(shí)施例并非是對本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的簡單限定，任何基于本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神所作出的簡單變化或等同替換均應(yīng)屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。制備的樣品在23℃、50%濕度環(huán)境下調(diào)節(jié)后，分別采用ASTMD790和UL94檢測制件的彎曲強(qiáng)度和阻燃性，并檢測制品收縮率。本發(fā)明的具體實(shí)施例如下：實(shí)例1（1）按以下比例配備原料：PC樹脂基體100份，透明粉5份，偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酐共聚物0.5份，潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.5份。置于高速混合機(jī)分散10分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。實(shí)例2（1）按以下比例配備原料：PC樹脂基體100份，透明粉10份，偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯1.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酐共聚物1.5份，潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物1.5份。置于高速混合機(jī)分散15分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。實(shí)例3（1）按以下比例配備原料：PC樹脂基體100份，透明粉15份，偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.5份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯2.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酐共聚物2.5份，潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物2.5份。置于高速混合機(jī)分散20分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。實(shí)例4（1）按以下比例配備原料：PC樹脂基體100份，透明粉20份，偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷3.5份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯3.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酐共聚物3.5份，潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物3.5份。置于高速混合機(jī)分散25分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。實(shí)例5（1）按以下比例配備原料：PC樹脂基體100份，透明粉30份，偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷4.5份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯4.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酐共聚物5份，潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物5份。置于高速混合機(jī)分散30分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。實(shí)例6（1）按以下比例配備原料：ABS樹脂基體100份，透明粉5份，偶聯(lián)劑γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.5份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來酰亞胺共聚物0.5份，潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯0.5份。置于高速混合機(jī)分散10分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。實(shí)例7（1）按以下比例配備原料：ABS樹脂基體100份，透明粉10份，偶聯(lián)劑γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.5份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯1.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來酰亞胺共聚物1.5份，潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯1.5份。置于高速混合機(jī)分散15分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。實(shí)例8ABS樹脂基體100份，透明粉15份，偶聯(lián)劑γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2.5份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯2.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來酰亞胺共聚物2.5份，潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯2.5份。置于高速混合機(jī)分散20分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。實(shí)例9（1）按以下比例配備原料：ABS樹脂基體100份，透明粉20份，偶聯(lián)劑γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷3.5份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯3.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來酰亞胺共聚物3.5份，潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯3.5份。置于高速混合機(jī)分散25分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。實(shí)例10（1）按以下比例配備原料：ABS樹脂基體100份，透明粉30份，偶聯(lián)劑γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷4.5份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯4.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來酰亞胺共聚物5份，潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯5份。置于高速混合機(jī)分散30分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。對照實(shí)例1（1）按以下比例配備原料：PC樹脂基體100份，偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酐共聚物0.5份，潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.5份。置于高速混合機(jī)分散10分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。對照實(shí)例2（1）按以下比例配備原料：ABS樹脂基體100份，偶聯(lián)劑γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.5份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.5份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來酰亞胺共聚物0.5份，潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯0.5份。置于高速混合機(jī)分散10分鐘；（2）將分散后的原料通過擠出機(jī)，經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得樹脂粒子，粉化后制得用于選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)所需的粉末材料；（3）經(jīng)選擇性激光燒結(jié)制造技術(shù)，將材料加工為所需制件。所得制件性能見表一。表一：性能彎曲強(qiáng)度（MPa）收縮率(%)阻燃性(3.2mm)實(shí)例1750.51V1實(shí)例2860.47V1實(shí)例3970.41V1實(shí)例41080.36V0實(shí)例51170.32V0實(shí)例6510.47V1實(shí)例7570.44V1實(shí)例8610.42V1實(shí)例9630.38V1實(shí)例10660.33V1對照實(shí)例1750.55V2對照實(shí)例2450.50HB本發(fā)明制備的一種用于激光燒結(jié)成型的非晶高分子復(fù)合材料，具有機(jī)械強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好及阻燃性等特點(diǎn)。通過表一中數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明實(shí)例1-5制備的透明粉改性聚碳酸酯復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度最大為117MPa，較改性前的對照實(shí)例1所得復(fù)合材料提高56%，收縮率最小為0.32%，較改性前降低42%，阻燃級別提高為V0；本發(fā)明實(shí)例6-10制備的透明粉改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度最大為66MPa，較改性前的對照實(shí)例2所得復(fù)合材料提高47%，收縮率最小為0.33%，較改性前降低34%，阻燃級別提高為V1。此外材料制備工藝簡單，可直接應(yīng)用和推廣于激光燒結(jié)成型制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，制備具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的部件。上述的對實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3