一种适用于快速原型技术的树脂复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种复合材料3D实物成型领域，特别涉及一种快速原型技术的树脂复合材料。其特征在于：该树脂复合材料由树脂、颗粒材料和助剂组成；其中树脂为环氧树脂、不饱和树脂、酚醛树脂、呋喃树脂等，树脂含量为总体质量的0.5%-25%；颗粒材料为陶瓷颗粒、石墨、铝粉、石英砂等，其含量为总体质量的45%～95%，其颗粒大小要求：50目～100目为40%，100目～150目为10%，150～180目为10%，180目～200目为10%，200目～250目为10%，大于250目为20%；助剂为固化剂或稀释剂中的一种或两种，助剂的含量为余量。本发明的目的在于解决现有的快速原型技术中存在树脂含量高、成本高、造型材料强度不够，易造成废品等方面存在的问题。
【专利说明】一种适用于快速原型技术的树脂复合材料
[0001]【技术领域】:本发明涉及一种复合材料3D实物成型领域，特别涉及一种快速原型技术的树脂复合材料。
[0002]【背景技术】:为了提高产品的市场竞争力，高精度、低成本及快速制造成为现代企业的基本要求。在此理念上研究人员开发了许多快速成型技术，这些技术统称为快速原型技术，其工艺方法都是在材料累加成型的基础上结合激光、烧结、热融等方法来实现的。树脂复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、加工成型方便、成本低等显著特点适宜快速原型技术。常规的树脂复合材料是采用树脂作为基体材料，通过添加的颗粒材料作为增强材料，混合后添加固化剂与其他助剂形成具有一定形状与力学性能的材料。其添加的颗粒材料粒径通常为同一规格或一定范围，没有考虑到添加颗粒材料的粒径级配与颗粒的真圆度对造型材料的影响。致使其树脂含量多、成本高，树脂复合材料的品质波动直接影响最终造型材料的质量，容易造成废品。
【发明内容】
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[0003]发明目的:本发明提供一种适用于快速原型技术的树脂复合材料，其目的在于解决现有的快速原型技术中存在树脂含量高、成本高、造型材料强度不够，易造成废品等方面存在的问题。
[0004]技术方案:本发明是通过以下技术方案实施的:
[0005]一种适用于快速原型技术的树脂复合材料，其特征在于:该树脂复合材料由树月旨、颗粒材料和助剂组成；其中树脂为环氧树脂、不饱和树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚乙烯醇树脂、聚丙烯树脂、水玻璃中的一种、两种或它们的多种组成，其树脂含量为总体质量的
0.5%-25%;颗粒材料为陶瓷颗粒、石墨、铝粉、锡粉、石英砂中的一种或多种组成，其含量为总体质量的45%~95%，其颗粒大小要求:50目~100目为40%，100目~150目为10%，150~180目为10%，180目~200目为10%，200目~250目为10%，大于250目为20%;助剂为固化剂或稀释剂中的一种或两种，助剂的含量为余量。
[0006]颗粒材料的颗粒真圆度比要求球形与非球形颗粒的比例为7:3。
[0007]优点及效果:通过调整颗粒材料的级配能够有效的区分不同颗粒的粒径，将不同目数的颗粒按合理的级配方案混合使用后，小颗粒能够添入到大颗粒的缝隙中，显著提高材料的密实度，大颗粒能够起到骨架支持作用，提高造型材料的强度指标；通过调整颗粒的真圆度(真圆度以其实际轮廓相对于理想圆的径向偏移量来表示，亦即相对于同一圆心之最大半径与最小半径的比值来表示，通常将比值小于1.2定义为球形)考虑球形颗粒为小粒径颗粒能够促进树脂复合材料流动性，非球形颗粒为大粒径颗粒能够堆积在一起起到骨架作用；通过调整颗粒材料的特征减少了树脂用量，降低生产成本，减少固化时间，降低固化时气味排放，保证操作人员的健康。
【专利附图】
【附图说明】:
[0008]图1为本发明在10倍光学显微镜放大下颗粒实物图片；[0009]图2为本发明颗粒直方图像示意图；
[0010]图3为本发明颗粒二值图像示意图；
[0011]图4为本发明颗粒的膨胀与腐蚀处理结果图像示意图；
[0012]图5为本发明颗粒形状统计图；其中图5a为75~45 μ m粒径；图5b为55~45 μ m粒径；图5c为37~20 μ m粒径。
【具体实施方式】:
[0013]下面结合具体实施例对本发明进行具体说明: [0014]本发明为克服现有技术的不足，提供一种降低树脂含量，而且通过调整添加颗粒材料的粒径级配，并考虑颗粒的真圆度比例，来获得的高强度快速原型技术树脂复合材料。
[0015]本发明的树脂复合材料，由树脂，颗粒材料，助剂组成；其中树脂为环氧树脂、不饱和树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚乙烯醇树脂、聚丙烯树脂、水玻璃中的一种或它们的两元、多元组合物，其树脂含量为总体质量的0.5%-25% ;颗粒材料为陶瓷颗粒、石墨、招粉、锡粉、石英砂中的一种或多种组合物，其特点在于颗粒材料的级配良好，即颗粒大小组成合理，如50 目-100 目 40%，100 目-150 目 10%，150-180 目 10%，180 目-200 目 10%，200 目-250 目10%，大于250目20%，与适宜的颗粒真圆度比例，如球形与非球形颗粒的比例为7:3，则可以用较低的树脂含量满足造型材料的性能要求，其含量为总体质量的45%-95% ;助剂为固化剂(如二乙烯三胺、环烷酸钻苯乙烯等)与稀释剂(苯乙烯、苯甲醇等)。
[0016]制备的复合树脂材料是将填充颗粒按照设定好的级配与真圆度比例进行混合，而后加入树脂进行搅拌并添加适量的固化剂与助剂。由于填充颗粒级配合理，树脂的粘结效率提高，树脂需用量减少，具体的复合树脂材料配比需根据原材料的特性以及使用要求等因素制定。为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0017]实施实例I
[0018]原料及配方:填充颗粒:陶瓷颗粒35份(质量分数，下同)级配比例为:50目-100目 40%，100 目-150 目 10%，150-180 目 10%，180 目-200 目 10%，200 目-250 目 10%， > 250目20%，真圆度比例为:50目-100目中真圆度小于1.2占10%, 100目-180目中真圆度小于1.2占50%，180目-250目中真圆度小于1.2占80%，石墨颗粒27份级配比例为150目-200目50%，200目-250目30%，> 250目20%，真圆度比例为:150目-250目中真圆度小于1.2占10%，> 250目中真圆度小于1.2占80%，铝粉20份级配比例为200目-250目50%，250目-300目30%，> 300目20%，真圆度比例为:200目-300目中真圆度小于1.2占10%，>300目中真圆度小于1.2占10%，树脂:环氧树脂16份；助剂:固化剂(二乙烯三胺等)0.5份，稀释剂1.5份。
[0019]制备方法:按照配方将称量好的环氧树脂到入容器，加入稀释剂和陶瓷颗粒、石墨、铝粉，充分搅拌均匀，加入适量固化剂和其他添加剂，不断搅拌，待充分混合均匀后倒入成型模具中成型，脱模后置于恒温箱中充分固化。
[0020]表1树脂复合材料中颗粒粒径与形状对材料性能影响
[0021]
【权利要求】
1.一种适用于快速原型技术的树脂复合材料，其特征在于:该树脂复合材料由树脂、颗粒材料和助剂组成；其中树脂为环氧树脂、不饱和树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚乙烯醇树脂、聚丙烯树脂、水玻璃中的一种、两种或它们的多种组成，其树脂含量为总体质量的0.5%-25% ;颗粒材料为陶瓷颗粒、石墨、铝粉、锡粉、石英砂中的一种或多种组成，其含量为总体质量的45%~95%，其颗粒大小要求:50目~100目为40%，100目~150目为10%，150~180目为10%，180目~200目为10%，200目~250目为10%，大于250目为20% ;助剂为固化剂或稀释剂中的一种或两种，助剂的含量为余量。
2.根据权利要求1所述的适用于快速原型技术的树脂复合材料，其特征在于:颗粒材料的颗粒真圆度比要求球形与非球`形颗粒的比例为7:3。
【文档编号】C08K7/20GK103554841SQ201310557915
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】路林, 贺优优, 刘长军, 路明, 余刚 申请人:沈阳工业大学