一种聚醚酰亚胺复合3d打印材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合材料领域，具体设及一种聚酸酷亚胺复合3D打印材料的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 3D打印是一种W数字模型文件为基础，运用粉末状态金属或塑料等可粘合材料 的快速成型技术，被誉为颠覆传统制造业的又一次工业革命。该技术在珠宝、鞋类、工业设 计、建筑、工程和施工、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、±木工程、汽车，航空航天、枪 支W及其他领域都有所应用。自3D打印诞生W来，已经从工业、建筑模型打印开始向功能 性和服务性产品转变。而在未来的智能制造背景下，3D打印技术将与互联网、云计算、物联 网、大数据等其他先进技术融合发展。但是现有3D打印材料应用在航空航天汽车等领域存 在着强度不够的问题，因此亟待开发一种与3D打印机流动性、成型性较为匹配，同时具有 足够强度和硬度的3D打印材料。单晶蓝宝石晶须是在受控条件下培植生长的高纯度单晶 体，其晶体结构近乎完整，不含有晶粒界、位错、空桐等晶体缺陷，具有超强机械强度、抗热 冲击、比重小、抗氧化、高耐磨量和高耐腐蚀性等优异的物理性能，单晶蓝宝石晶须成为第 Ξ代先进复合材料的最佳选择。可W明显提高3D打印用复合材料的强度和耐磨性。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种聚酸酷亚胺复合3D打印材料及其制备方法，本发明 可W有效提高3D打印用复合材料的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能。扩大聚酷 胺材料在汽车、航空航天上高端应用范围。
[0004] 为实现W上目的，本发明的技术方案为：
[0005] -种聚酸酷亚胺复合3D打印材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：
[0006] 聚離醜亚胺 4CM00 ; 环氧树脂 40~100; 松香树脂 10~20 ; 无机填料 5~10: 偶联剂 5~20 ; 光稳定剂 0.1-0.5 ; 流平剂 0.1~2 ; 抗氧剂 0.1~2; 脱气剂 0.1~2 ; 分散润滑剂 1~技。
[0007] 所述的聚酸酷亚胺复合3D打印材料，各组分优选由下列重量份的原料制成：
[0008] 聚醜醜亚胺 70， 环氧树脂 70， 化香树脂 15 无机填料 a； 偶験剂 巧; 光稳定剂 0.3 ; 流平剂 1; 抗氧剂 1， 脱气剂 1 ;
[0009] 分散润滑剂 3。
[0010] 所述环氧树脂为市售缩水甘油胺类环氧树脂，所述松香树脂为市售松香树脂，所 述无机填料为单晶蓝宝石晶须、石墨締、氧化锋或碳化娃，所述偶联剂为错类偶联剂；所述 流平剂为聚二甲基硅氧烷或下基纤维素，所述光稳定剂为2-径基-4-甲氧基二苯甲酬或 5-氯化苯并Ξ挫，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、下基纤维素或异丙基纤维素，所述抗氧剂 为2, 6-Ξ级下基-4-甲基苯酪，所述脱气剂为藍麻油或下苯胶浆，所述分散润滑剂为聚乙 締蜡或双脂肪酸酷胺。
[0011] 进一步的，所述单晶蓝宝石晶须为直径0. 1~5微米，长度为5~100微米，纯度 (wt% )为90-99. 9%的单晶蓝宝石晶须，所述聚酸酷亚胺为氧指数为47%，密度为1. 31~ 1. 45g/立方厘米的市售聚酸酷亚胺。
[0012] 按照上述配料生产的一种聚酸酷亚胺复合3D打印材料的制备方法，包括W下步 骤：
[001引 1)将环氧树脂、松香树脂、抗氧剂、分散润滑剂和偶联剂放入加热装置中快速揽拌 1~池，得产物A;
[0014] 2)将无机填料加入上述烙融的产物A中，超声震荡10~20min，得产物B;
[0015] 3)在100~200°C下在产物B中加聚酸酷亚胺、光稳定剂、流平剂、脱气剂，继续揽 拌1~化的产物C;
[0016] 4)产物C冷却至室溫，用球磨机研磨粉碎，筛分后即可制得聚酸酷亚胺复合3D打 印材料。
[0017] 进一步的，所述步骤1)中加热溫度为100°C，揽拌速度为6(K)r/min，步骤3)中揽 拌速度为80化/min,步骤4)中的研磨粉碎并筛分后所述聚酸酷亚胺复合3D打印材料的平 均粒径为20μm。
[0018] 本材料使用EOSP396型号3D打印机，采用粉末烧结成型（SelectedLaser Sintering,简称化巧技术，利用红外激光器对粉末材料进行粉末烧结成型，效果最佳。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] 有益效果：
[0021] (1)本发明的一种聚酸酷亚胺复合3D打印材料与传统的聚酷胺材料相比，本发明 的聚酸酷亚胺复合3D打印材料具有较高的弯曲弹性模量、抗拉强度、尺寸稳定性和热崎变 溫度，可W在高溫下使用。
[0022] (2)本发明的一种聚酸酷亚胺复合3D打印材料过程简单，易于工业化生产
[0023] (3)本发明的一种聚酸酷亚胺复合3D打印材料原料便宜，来源广泛，而且具有良 好的环境效益和经济效益。
【具体实施方式】
[0024] 下面通过实施例进一步详述本发明。
[0025] 实施例1
[0026] 按照下列重量份的原料准备原料：
[0027] 聚酸酷亚胺40 ;缩水甘油胺类环氧树脂40 ;松香树脂10 ;单晶蓝宝石晶须10 ;错 类偶联剂5 ;2-径基-4-甲氧基二苯甲酬0. 1;聚二甲基硅氧烷0. 1 ;2, 6-Ξ级下基-4-甲 基苯酪0. 1 ;下苯胶浆0. 1 ;聚乙締蜡1。
[0028] 所述单晶蓝宝石晶须为直径0. 1~5微米，长度为5~100微米，纯度（wt% )为 90-99. 9%的单晶蓝宝石晶须，所述聚酸酷亚胺为氧指数为47%，密度为1. 31~1. 45g/立 方厘米的市售聚酸酷亚胺。
[002引制备过程为：
[0030] 1)将环氧树脂、松香树脂、抗氧剂、分散润滑剂、偶联剂按放入加热装置中60化/ min揽拌1~化，加热溫度100°C，得产物A;
[0031] 2)将无机填料加入上述烙融的产物A中，超声震荡10~20min，得产物B;
[0032] 3)在100~200°C下在产物B中加聚酸酷亚胺、光稳定剂、流平剂、脱气剂，继续揽 拌1~化的产物C，揽拌速度80化/min;
[0033] 4)产物C冷却至室溫，用球磨机研磨粉碎，粉碎得到的平均粒径为20μm，筛分后 即可制得聚酸酷亚胺复合3D打印材料。
[0034] 实施例2
[0035] 按照下列重量份的原料准备原料：
[0036] 聚酸酷亚胺100;缩水甘油胺类环氧树脂100;松香树脂20;单晶蓝宝石晶须20; 错类偶联剂20 ;2-径基-4-甲氧基二苯甲酬0. 5;聚二甲基硅氧烷2 ;2, 6-Ξ级下基-4-甲 基苯酪2;下苯胶浆2;聚乙締蜡6。
[0037] 所述单晶蓝宝石晶须为直径0. 1~5微米，长度为5~100微米，纯度（wt% )为 90-99. 9%的单晶蓝宝石晶须，所述聚酸酷亚胺为氧指数为47%，密度为1. 31~1. 45g/立 方厘米的市售聚酸酷亚胺。
[00測制备过程为：
[0039] 1)将环氧树脂、松香树脂、抗氧剂、分散润滑剂和偶联剂放入加热装置中60化/ min揽拌1~化，加热溫度100°C，得产物A;
[0040] 2)将无机填料加入上述烙融的产物A中，超声震荡10~20min，得产物B;
[0041] 3)在100~200°C下在产物B中加聚酸酷亚胺、光稳定剂、流平剂、脱气剂，继续揽 拌1~化的产物C，揽拌速度80化/min;
[0042] 4)产物C冷却至室溫，用球磨机研磨粉碎，粉碎得