一种导热功能材料的选择性激光烧结成型方法_2

文档序号:8439849阅读:来源:国知局
增长无益且能耗高。
[0025] 步骤(5)中,热处理结束后,将制件在恒温干燥箱中,于氮气保护条件下自然冷却 至室温。特别地,不宜将热处理后的制件暴露在空气中冷却。
[0026] 本发明提出的一种导热功能材料的选择性激光烧结成型方法,相对常规的注塑成 型而言,其优势在于,成型过程对复合材料熔融流动性没有要求,可以快速有效地得到高填 充的导热功能材料且成型结构复杂的制件。通过混炼挤出、低温破碎、热处理相结合的工艺 方法,可制备高性能且外观规整的SLS成型制品,与常规的机械共混法或溶液共混法相比, 采用现在塑料加工中常用的挤出造粒设备,工艺流程简单易行、对设备要求不高。 (四)【具体实施方式】
[0027] 下面通过具体实施例来对本发明进行进一步的描述,但本发明的保护范围并不仅 限于此。
[0028] 实施例1
[0029] (1)将100gKH550(y-氨丙基三乙基硅烷)在5000mL乙醇与水质量比1:1的混 合溶液中分散,然后加入20kgAl 203粉体(粒径为3 μ m),充分搅拌均匀后,置于恒温干燥箱 中,先于70°C干燥2h,再于IKTC干燥6h,得到偶联后的Al2O 3粉体;
[0030] (2)先将尼龙12 (PA12)颗粒料在80 °C条件下干燥,然后,称取16kg根据步骤 (1)制备的偶联后的Al2O3粉体和4kg干燥后的尼龙12颗粒料,将二者置于搅拌机中,在 1000 rpm下搅拌IOmin后,再置于双螺杆挤出机中于220°C,240rpm条件下两次挤出造粒,得 到复合颗粒料;
[0031] (3)将根据步骤(2)制备的复合颗粒料在液氮冷却的条件下进行粉碎,粉碎后过 120目筛,筛上料重新粉碎,筛下细粉为复合导热粉体材料(粒径在20~150 μ m之间),该 料为用于SLS成型的A1203/PA12复合粉体材料;
[0032] (4)氮气保护下,将根据步骤(3)制备的复合粉体材料在选择性激光烧结成型机 中进行烧结成型,其中预热温度170°C,成型层厚0. 1mm,成型完毕后得到外形规整的成型 制件;经测试所得成型制件密度达到I. 85g/cm3,相对密度达到73. 7% ;
[0033] (5)取根据步骤(4)制备的成型制件,在恒温干燥箱中,氮气保护下进行热处理, 热处理温度为120°C,保温lh,然后在氮气氛围下冷却至室温后取出,即得最终SLS成型制 品;用阿基米德法密度天平测试其热处理后的密度(参照GB/T1033-2008),对比热处理前 后密度变化,计算该热处理温度和时间下试样密度变化率,具体数据见表1。
[0034] 实施例2
[0035] 方法同实施例1,不同之处是步骤(5)中,热处理温度为150°C,保温Ih处理;用阿 基米德法密度天平测试其热处理后的密度,对比热处理前后密度变化,计算该热处理温度 和时间下试样密度变化率,具体数据见表1。
[0036] 实施例3
[0037] 方法同实施例1,不同之处是步骤(5)中,热处理温度为180°C,保温Ih处理;用阿 基米德法密度天平测试其热处理后的密度,对比热处理前后密度变化,计算该热处理温度 和时间下试样密度变化率,具体数据见表1。
[0038] 实施例4
[0039] 方法同实施例1,不同之处是步骤(5)中,热处理温度为200°C,保温Ih处理;用阿 基米德法密度天平测试其热处理后的密度,对比热处理前后密度变化,计算该热处理温度 和时间下试样密度变化率,具体数据见表1。
[0040] 实施例5
[0041] 方法同实施例1,不同之处是步骤(5)中,热处理温度为230°C,保温Ih处理;用阿 基米德法密度天平测试其热处理后的密度,对比热处理前后密度变化,计算该热处理温度 和时间下试样密度变化率,具体数据见表1。
[0042] 实施例6
[0043] 方法同实施例1,不同之处是步骤(5)中,热处理温度为200°C,保温IOmin处理; 用阿基米德法密度天平测试其热处理后的密度,对比热处理前后密度变化,计算该热处理 温度和时间下试样密度变化率,具体数据见表1。
[0044] 实施例7
[0045] 方法同实施例1,不同之处是步骤(5)中,热处理温度为200°C,保温30min处理; 用阿基米德法密度天平测试其热处理后的密度,对比热处理前后密度变化,计算该热处理 温度和时间下试样密度变化率,具体数据见表1。
[0046] 实施例8
[0047] 方法同实施例1,不同之处是步骤(5)中,热处理温度为200°C,保温I. 5h处理;用 阿基米德法密度天平测试其热处理后的密度,对比热处理前后密度变化,计算该热处理温 度和时间下试样密度变化率,具体数据见表1。
[0048] 表1实施例1~8的热处理结果
[0049]
【主权项】
1. 一种导热功能材料的选择性激光烧结成型方法,其特征在于,所述方法按如下步骤 进行: (1) 将偶联剂在醇水混合液中分散,得到偶联剂醇水溶液,将所得偶联剂醇水溶液与导 热填料粉体混合,充分搅拌均匀,经恒温干燥箱干燥,得到偶联后的导热填料;其中,所述偶 联剂为Y-氨丙基三乙基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或钛酸酯偶联剂;所 述导热填料粉体为Al2O3粉、Al粉或AlN粉;所述偶联剂与导热填料粉体的质量比为0. 5~ 1 :100 ; (2) 将步骤(1)所得偶联后的导热填料与聚合物基体按质量比1 :0. 25~1在搅拌机 中混合搅拌后,在双螺杆挤出机中于200~250°C混炼并挤出造粒,得到复合颗粒料;其中, 所述聚合物基体为尼龙12 ; (3) 在液氮冷却的条件下,将步骤(2)所得复合颗粒料进行粉碎,得到粒径为20~ 150ym的复合导热粉体材料; (4) 氮气保护下,将步骤(3)制备的复合导热粉体材料在选择性激光烧结成型机中成 型,得到成型制件; (5) 将步骤(4)所得成型制件进行热处理,所述热处理的方法为:将所述成型制件放入 恒温干燥箱中,氮气保护下,于180~200°C保温处理0. 5~I. 5h,之后在氮气氛围下自然 冷却至室温,得到所述的导热功能材料。
2. 如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述醇水混合液中,醇与水的质量 比为1 :0. 5~1. 5,所述醇为乙醇。
3. 如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述醇水混合液的体积用 量以导热填料的质量计为0. 20~0. 35mL/g。
4. 如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述导热填料粉体的粒径为0. 1~ 10 U m〇
5. 如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述经恒温干燥箱干燥的方法为: 在70°C干燥2~4h,再于IKTC干燥4~8h。
6. 如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中所述复合导热粉体材料在选择性 激光烧结成型机中成型,其中,所述复合导热粉体材料的预热温度为170°C,成型层厚度设 置为0.lmm。
【专利摘要】本发明公开了一种导热功能材料的选择性激光烧结成型方法:将偶联剂在醇水混合液中分散,加入导热填料粉体充分搅拌均匀,经恒温干燥箱干燥,得到偶联后的导热填料,将其与聚合物基体在搅拌机中混合搅拌后,在双螺杆挤出机中于200~250℃混炼并挤出造粒,在液氮冷却的条件下,将所得复合颗粒料粉碎,在选择性激光烧结成型机中于氮气保护下成型,将所得成型制件进行热处理,得到所述的导热功能材料;本发明方法通过混炼挤出、低温破碎、热处理相结合的工艺,可制备高性能且外观规整的SLS成型制品,且工艺流程简单易行,对设备要求不高。
【IPC分类】B29C67-04
【公开号】CN104760296
【申请号】CN201510130569
【发明人】乔梁, 唐城城, 车声雷, 郑精武, 应耀, 李旺昌, 姜力强
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月24日
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