本发明属于激光烧结快速成型领域，具体涉及一种用于激光烧结成型的非晶高分子复合材料及其制备方法。
背景技术：
：激光烧结成型技术是一种利用可控激光束将粉末材料进行烧结，并通过不同的截面制备具有一定厚度三维制件的快速成型技术。激光烧结成型技术的优点在于可采用多种材料，可以讲多种粉末材料根据需求制备为不同结构的制件；产品精度高，公差可控范围可以达到0.05-2.5mm；无需支撑结构，成型过程中的悬空层面可直接烧结成型，省去了繁琐的后处理过程。激光烧结成型技术常用的高分子材料原料，常存在制件强度低、耐热性差以及尺寸稳定性差等不足，且一般材料需要比较复杂的辅助工艺，难以在保证制品精度的同时提高产品的生产效率。技术实现要素：本发明的目的在于改善激光烧结成型技术常用高分子材料原料的不足，提供一种具有机械强度高、尺寸稳定性及阻燃性好等特点的改性树脂材料。本发明无需辅助工艺，可大提高生产效率。此外材料制备工艺简单，可直接应用和推广于激光烧结成型制造
技术领域：
，制备具有复杂结构的部件。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于激光烧结成型的非晶高分子复合材料，由以下重量份组分制备而成：树脂基体100份，透明粉5～30份，偶联剂0.5～4.5份，抗氧剂0.5～4.5份，热稳定剂0.5～5份，润滑剂0.5～5份。所述的树脂基体为聚碳酸酯树脂（PC）或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS）。所述的透明粉是以二氧化硅和氧化镁为主要成分的粉末材料，尺寸为500-2500目，白度≥90，为市售。所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。所述的抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。所述的热稳定剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物或苯乙烯-丙烯腈-N-苯基马来酰亚胺共聚物。所述的润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物或季戊四醇硬脂酸酯。所述的用于激光烧结成型的非晶高分子复合材料的制备方法包含以下步骤：（1）按以下比例配备原料：树脂基体100份、透明粉5～30份、偶联剂0.5～4.5份、抗氧剂0.5～4.5份、热稳定剂0.5～5份以及润滑剂0.5～5份，置于高速混合机分散10～30分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。本发明以非晶高分子材料为基体，以透明粉为改性填充材料，制备得到用于激光烧结成型的非晶高分子复合材料，具有机械强度高、尺寸稳定性及阻燃性好等特点，同时无需辅助工艺，可大提高生产效率。此外材料制备工艺简单，可直接应用和推广于激光烧结成型制造
技术领域：
，制备具有复杂结构的部件。具体实施方法下面结合具体实例对本
发明内容进行进一步的说明，但所述实施例并非是对本发明实质精神的简单限定，任何基于本发明实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于本发明所要求保护的范围之内。制备的样品在23℃、50%湿度环境下调节后，分别采用ASTMD790和UL94检测制件的弯曲强度和阻燃性，并检测制品收缩率。本发明的具体实施例如下：实例1（1）按以下比例配备原料：PC树脂基体100份，透明粉5份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份，抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.5份，热稳定剂苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物0.5份，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物0.5份。置于高速混合机分散10分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。实例2（1）按以下比例配备原料：PC树脂基体100份，透明粉10份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份，抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯1.5份，热稳定剂苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物1.5份，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物1.5份。置于高速混合机分散15分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。实例3（1）按以下比例配备原料：PC树脂基体100份，透明粉15份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.5份，抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯2.5份，热稳定剂苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物2.5份，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物2.5份。置于高速混合机分散20分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。实例4（1）按以下比例配备原料：PC树脂基体100份，透明粉20份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷3.5份，抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯3.5份，热稳定剂苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物3.5份，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物3.5份。置于高速混合机分散25分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。实例5（1）按以下比例配备原料：PC树脂基体100份，透明粉30份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷4.5份，抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯4.5份，热稳定剂苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物5份，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物5份。置于高速混合机分散30分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。实例6（1）按以下比例配备原料：ABS树脂基体100份，透明粉5份，偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.5份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.5份，热稳定剂苯乙烯-丙烯腈-N-苯基马来酰亚胺共聚物0.5份，润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.5份。置于高速混合机分散10分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。实例7（1）按以下比例配备原料：ABS树脂基体100份，透明粉10份，偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.5份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1.5份，热稳定剂苯乙烯-丙烯腈-N-苯基马来酰亚胺共聚物1.5份，润滑剂季戊四醇硬脂酸酯1.5份。置于高速混合机分散15分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。实例8ABS树脂基体100份，透明粉15份，偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2.5份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯2.5份，热稳定剂苯乙烯-丙烯腈-N-苯基马来酰亚胺共聚物2.5份，润滑剂季戊四醇硬脂酸酯2.5份。置于高速混合机分散20分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。实例9（1）按以下比例配备原料：ABS树脂基体100份，透明粉20份，偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷3.5份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯3.5份，热稳定剂苯乙烯-丙烯腈-N-苯基马来酰亚胺共聚物3.5份，润滑剂季戊四醇硬脂酸酯3.5份。置于高速混合机分散25分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。实例10（1）按以下比例配备原料：ABS树脂基体100份，透明粉30份，偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷4.5份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯4.5份，热稳定剂苯乙烯-丙烯腈-N-苯基马来酰亚胺共聚物5份，润滑剂季戊四醇硬脂酸酯5份。置于高速混合机分散30分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。对照实例1（1）按以下比例配备原料：PC树脂基体100份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份，抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.5份，热稳定剂苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物0.5份，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物0.5份。置于高速混合机分散10分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。对照实例2（1）按以下比例配备原料：ABS树脂基体100份，偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.5份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.5份，热稳定剂苯乙烯-丙烯腈-N-苯基马来酰亚胺共聚物0.5份，润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.5份。置于高速混合机分散10分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，粉化后制得用于选择性激光烧结制造技术所需的粉末材料；（3）经选择性激光烧结制造技术，将材料加工为所需制件。所得制件性能见表一。表一：性能弯曲强度（MPa）收缩率(%)阻燃性(3.2mm)实例1750.51V1实例2860.47V1实例3970.41V1实例41080.36V0实例51170.32V0实例6510.47V1实例7570.44V1实例8610.42V1实例9630.38V1实例10660.33V1对照实例1750.55V2对照实例2450.50HB本发明制备的一种用于激光烧结成型的非晶高分子复合材料，具有机械强度高、尺寸稳定性好及阻燃性等特点。通过表一中数据可知，本发明实例1-5制备的透明粉改性聚碳酸酯复合材料弯曲强度最大为117MPa，较改性前的对照实例1所得复合材料提高56%，收缩率最小为0.32%，较改性前降低42%，阻燃级别提高为V0；本发明实例6-10制备的透明粉改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯复合材料弯曲强度最大为66MPa，较改性前的对照实例2所得复合材料提高47%，收缩率最小为0.33%，较改性前降低34%，阻燃级别提高为V1。此外材料制备工艺简单，可直接应用和推广于激光烧结成型制造
技术领域：
，制备具有复杂结构的部件。上述的对实施例的描述是为便于该
技术领域：
的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3