一種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺技術領域，具體為一種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料及其制備方法；按重量份包括以下成分：聚酰亞胺樹脂90~98、流動助劑1~5、光吸收劑1~5，具體步驟為：（1）在常溫下將聚酰亞胺樹脂加入至混合攪拌器內；（2）添加流動助劑、光吸收劑進行攪拌使攪拌達到均勻；（3）過篩，其中篩網(wǎng)為120目篩；（4）得到基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料；本發(fā)明提供的是一種無定形耐熱高分子材料，具有較高的玻璃化轉變溫度和熱分解溫度，燒結預熱溫度較PEEK低、工藝控制簡單，在用于SLS成型時，在保證優(yōu)良力學性能、高精度及優(yōu)良成型效果的同時，具有較高的耐熱性，改善了SLS制件綜合性能，適用于對制件熱性能要求高的制造領域。
【專利說明】
一種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺技術領域，具體為一種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]選擇性激光燒結(Selective Laser Sintering，簡稱SLS)技術是上世紀九十年代發(fā)展起來的一項高新技術，它集成了現(xiàn)代數(shù)控技術、CAD/CAM技術、激光技術及新材料等領域的新成果。選擇性激光燒結成型技術主要由以下步驟組成:(I)在計算機中建立制品的三維實體CAD模型，然后用分層軟件進行分層處理，得到每一加工層面信息，并將其轉化為電信號控制激光掃描系統(tǒng)工作；(2)在成型工作臺面上鋪設一層致密均勻的成型粉末材料激光束在計算機控制下根據(jù)切片層面信息對成型粉末材料進行掃描燒結，被激光束照射的粉末熔化并在隨后的冷卻過程中粘接在一起，完成第一個層面的加工；(3)逐層鋪粉，逐層掃描燒接，采用上述疊加成形法，最后制造出三維實體零件。采用SLS技術成功解決了計算機輔助設計中三維造型的“看得見，摸不著”的問題?？焖僦圃斐鰧嵨锬Ｐ停s短了產(chǎn)品開發(fā)周期。
[0003]目前用于SLS技術的高分子粉末材料有:聚苯乙烯(PS)粉末、尼龍(PA)粉末、ABS粉末、聚醚醚酮(PEEK)粉末等。其中PEEK材料)是一種半結晶性熱塑型樹脂，它因為良好的機械性能和熱穩(wěn)定性被應用于醫(yī)療、航空等領域。也是目前激光燒結主要采用的一種耐熱高分子材料。但PEEK的玻璃化轉變溫度(Tg)為143°C，熔點(Tm)范圍在330?350°C，其結構特點決定此類材料存在不足:燒結預熱溫度高達300 °C以上，工藝控制難度高，這對SLS設備提出了高要求，限制了此類材料的應用。

【發(fā)明內容】

[0004]發(fā)明的目的在于克服SLS用耐熱性高分子材料PEEK存在的技術缺陷，提供一種用于選擇性激光燒結的耐熱性PI材料及其制備方法，該材料在保證優(yōu)良力學性能及成型效果的同時，操作工藝簡單、提供高耐熱性的SLS制件，可適用于航空航天、醫(yī)療等對制件強度、耐熱性要求高的制造領域，以下為具體技術方案:
一種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料，按重量份包括以下成分:
聚酰亞胺樹脂90?98、流動助劑I?5、光吸收劑I?5。
[0005]進一步的，聚酰亞胺樹脂為中國萬達集團生產(chǎn)的型號為WD12的聚酰亞胺樹脂。
[0006]進一步的，流動助劑為納米二氧化娃、納米氧化招、納米氧化|丐中的一種或幾種。
[0007]進一步的，光吸收劑包括二苯甲酮類光吸收劑、苯并三唑類光吸收劑、受阻胺類光吸收劑。
[0008]進一步的，光吸收劑包括二苯甲酮類光吸收劑。
[0009]進一步的，二苯甲酮類光吸收劑為2，4_二羥基二苯酮、2-二羥基-4-甲氧基二苯酮、2-羥基-4-辛氧基二苯酮中的一種或幾種。
[0010]其中，一種基于選擇性燒結的聚酰亞胺粉末材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)在常溫下將聚酰亞胺樹脂加入至混合攪拌器內；
(2)添加流動助劑、光吸收劑進行攪拌使攪拌達到均勻；
(3)過篩，其中篩網(wǎng)為120目篩；
(4)得到基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料。
[0011]有益效果:本發(fā)明提供一種用于選擇性激光燒結的聚酰亞胺(PI)材料，是一種無定形耐熱高分子材料，具有較高的玻璃化轉變溫度(Tg在2500C以上)和熱分解溫度(4500C以上)，用于選擇性激光燒結，燒結預熱溫度較PEEK低、工藝控制簡單，在用于SLS成型時，在保證優(yōu)良力學性能、高精度及優(yōu)良成型效果的同時，提供了較高的耐熱性，有效改善了 SLS制件綜合性能，尤其適用于對制件熱性能要求高的制造領域。
【具體實施方式】
[0012]—種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料，按重量份包括以下成分:
聚酰亞胺樹脂90?98、流動助劑I?5、光吸收劑I?5。
[0013]進一步的，聚酰亞胺樹脂為中國萬達集團生產(chǎn)的型號為WD12的聚酰亞胺樹脂。
[0014]進一步的，流動助劑為納米二氧化娃、納米氧化招、納米氧化|丐中的一種或幾種。
[0015]進一步的，光吸收劑包括二苯甲酮類光吸收劑、苯并三唑類光吸收劑、受阻胺類光吸收劑。
[0016]進一步的，光吸收劑包括二苯甲酮類光吸收劑。
[0017]進一步的，二苯甲酮類光吸收劑為2 ,4-二羥基二苯酮、2-二羥基-4-甲氧基二苯酮、2-羥基-4-辛氧基二苯酮中的一種或幾種。
[0018]其中，一種基于選擇性燒結的聚酰亞胺粉末材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)在常溫下將聚酰亞胺樹脂加入至混合攪拌器內；
(2)添加流動助劑、光吸收劑進行攪拌使攪拌達到均勻；
(3)過篩，其中篩網(wǎng)為120目篩；
(4)得到基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料。
[0019]實施例1
取PI樹脂11.4Kg，納米二氧化娃360g，納米氧化媽180〖，2，4-二輕基二苯酮60g，放入混合攪拌器中，攪拌均勻，過120目篩。即得擇性激光燒結的PI粉末材料。
[0020]在SLS成形設備帶上成形上述所得PI粉末材料，制備工藝參數(shù)為:激光功率50W，掃描速度1800mm/s，燒結間距0.1mm，燒結層厚度0.1mm，預熱溫度260°C。將所得SLS成形件按ASTM標準進行性能測試，測試結果為:拉伸強度102MPa，彎曲強度176MPa，無缺口沖擊強度31KJ/m2，熱變形溫度274°C。
[0021]實施例2
稱取PI樹脂11.76Kg，納米二氧化硅144g，2，4-二羥基二苯酮48g、2-二羥基-4-甲氧基二苯酮48g，放入混合攪拌器中，攪拌均勻，過120目篩。即得擇性激光燒結的PI粉末材料。
[0022]在SLS成形設備上成形上述所得PI粉末材料，制備工藝參數(shù)為:激光功率50W，掃描速度1800mm/s，燒結間距0.1111111，燒結層厚度0.1111111，預熱溫度260°(:。將所得31^成形件按ASTM標準進行性能測試，測試結果為:拉伸強度107MPa，彎曲強度184 MPa，無缺口沖擊強度37 KJ/m2，熱變形溫度267°C。
[0023]實施例3
稱取PI樹脂14.7Kg，納米氧化鈣100g，納米氧化鋁50g，2-二羥基-4-甲氧基二苯酮150g，放入混合攪拌器中，攪拌均勻，過120目篩。即得擇性激光燒結的PI粉末材料。
[0024]在SLS成形設備上成形上述所得PI粉末材料，制備工藝參數(shù)為:激光功率50W，掃描速度1800mm/s，燒結間距0.1111111，燒結層厚度0.1111111，預熱溫度260°(:。將所得31^成形件按ASTM標準進行性能測試，測試結果為:拉伸強度109MPa，彎曲強度179 MPa，無缺口沖擊強度41 KJ/m2，熱變形溫度264°C。
[0025]實施例4
稱取PI樹脂14.4Kg，納米二氧化硅400g，納米二氧鋁50g，2，4-二羥基二苯酮50g、2-羥基-4-辛氧基二苯酮10g，放入混合攪拌器中，攪拌均勻，過120目篩。即得擇性激光燒結的PI粉末材料。
[0026]在SLS成形設備上成形上述所得PI粉末材料，制備工藝參數(shù)為:激光功率50W，掃描速度1800mm/s，燒結間距0.1111111，燒結層厚度0.1111111，預熱溫度260°(:。將所得31^成形件按ASTM標準進行性能測試，測試結果為:拉伸強度98MPa，彎曲強度169 MPa，無缺口沖擊強度38K J/m2，熱變形溫度271°C。
[0027]實施例5
稱取PI樹脂11.76Kg，納米二氧化硅144g，2-二羥基-4-甲氧基二苯酮96g，放入混合攪拌器中，攪拌均勻，過120目篩。即得擇性激光燒結的PI粉末材料。
[0028]在SLS成形設備AMA600上成形上述所得PI粉末材料，制備工藝參數(shù)為:激光功率50W，掃描速度1800mm/s，燒結間距0.1mm，燒結層厚度0.1mm，預熱溫度260 °C。將所得SLS成形件按ASTM標準進行性能測試，測試結果為:拉伸強度104MPa，彎曲強度181 MPa，無缺口沖擊強度35 KJ/m2，熱變形溫度262°C。
【主權項】
1.一種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料，其特征在于，所述的聚酰亞胺粉末按重量份包括以下成分: 聚酰亞胺樹脂90?98、流動助劑I?5、光吸收劑I?5。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料，其特征在于，所述的聚酰亞胺樹脂為型號WD12的聚酰亞胺樹脂。3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料，其特征在于，所述的流動助劑為納米二氧化硅、納米氧化鋁、納米氧化鈣中的一種或幾種。4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料，其特征在于，所述的光吸收劑包括二苯甲酮類光吸收劑、苯并三唑類光吸收劑、受阻胺類光吸收劑。5.根據(jù)權利要求1或3所述的一種基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料，其特征在于，所述的光吸收劑包括二苯甲酮類光吸收劑。6.根據(jù)權利要求4所述的一種基于選擇性燒結的聚酰亞胺粉末材料，其特征在于，所述的二苯甲酮類光吸收劑為2，4-二羥基二苯酮、2-二羥基-4-甲氧基二苯酮、2-羥基-4-辛氧基二苯酮中的一種或幾種。7.—種基于選擇性燒結的聚酰亞胺粉末材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 在常溫下將聚酰亞胺樹脂加入至混合攪拌器內； 添加流動助劑、光吸收劑進行攪拌使攪拌達到均勻； 過篩，其中篩網(wǎng)為120目篩； 得到基于選擇性激光燒結的聚酰亞胺粉末材料。
【文檔編號】C08K3/36GK105860521SQ201610227516
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】林潤雄, 謝豐鳴, 巴銀華, 姚新軍, 李景亮, 吳志朋
【申請人】萬達集團股份有限公司