本發(fā)明屬于尼龍復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

3d打印技術(shù)又稱疊層制造技術(shù)，是快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)?；驹硎钳B層制造，逐層增加材料來生成三維實(shí)體的技術(shù)。目前，3d打印技術(shù)主要被應(yīng)用于產(chǎn)品原型、模具制造以及藝術(shù)創(chuàng)作、珠寶制作等領(lǐng)域，替代這些傳統(tǒng)依賴的精細(xì)加工工藝。另外，3d打印技術(shù)逐漸應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物工程、建筑、服裝、航空等領(lǐng)域，為創(chuàng)新開拓了廣闊的空間。

目前市場上熔融擠壓堆積成型技術(shù)較常用的聚合物材料是丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(abs)、聚乳酸(pla)、尼龍(pa)和聚碳酸酯(pc)，其中尼龍是目前用量最大的打印原材料。尼龍材料作為3d打印機(jī)的一種常用耗材，其使用效果較好，然而，純尼龍材料由于其分子結(jié)構(gòu)而受到了很大的限制，主要表現(xiàn)在成形溫度高，成形收縮率大，結(jié)晶速度慢，當(dāng)加工溫度高于熔點(diǎn)后，熔體粘度小和耐熔垂性能差，3d打印時從噴嘴擠出的絲在成形平臺上容易出現(xiàn)坍塌，同時層間由于收縮而產(chǎn)生翹邊，甚至開裂等缺陷，從而影響3d打印過程的順利進(jìn)行及成形件的性能。因此，開發(fā)低成本、高性能的尼龍復(fù)合材料具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種成形收縮率小、性能優(yōu)越、成本低、耐候性好、環(huán)境友好且具有阻燃性的激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料，由以下原料按重量份制備而成：

尼龍樹脂100份、流動助劑3～10份、填料5～15份、抗氧劑0.1～1份、表面活性劑0.5～1.5份、流平劑0.5～1份、阻燃劑0.5-1.5份。

具體地，所述的尼龍樹脂為尼龍6、尼龍66、尼龍1010、尼龍1212、尼龍11中的一種，粒徑為10～100um的均勻粉末狀固體。

具體地，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，粒徑為10～100nm。

具體地，所述的填料為碳酸鈣、滑石粉、云母粉、高嶺土、實(shí)心玻璃微珠中的一種或幾種。

具體地，所述的抗氧劑為3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八烷醇酯、n，n'-雙-(3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯中的一種或幾種。

具體地，所述的表面活性劑為磷酸三丁酯、十二烷基苯磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚丙烯酸鈉中的一種或幾種。

具體地，所述的流平劑為液態(tài)丙烯酸樹脂。

具體地，所述的氫氧化鋁、氫氧化鎂、磷酸一銨、磷酸二銨中的一種或幾種。

進(jìn)一步，一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟：

(1)按重量份，將已干燥的尼龍樹脂100份、流動助劑3～10份、填料5～15份、表面活性劑0.5～1.5份、阻燃劑0.5-1.5份混合均勻投放進(jìn)錐形雙螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為210～350℃，機(jī)頭200～330℃，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為100～800r/min；

(2)將步驟(1)得到的粒料冷卻后用球磨機(jī)粉碎，轉(zhuǎn)速為100～600r/min，球磨時間1～5h，然后在100～200目的篩網(wǎng)中進(jìn)行篩分得到中間料；

(3)按重量份，在90℃～110℃，將步驟(2)得到的中間料抗氧劑0.1～1份、流平劑0.5～1份加入犁刀式混合機(jī)中，以150～200r/min混合，混合時間為30～50min；

(4)將步驟(3)得到的物料加入到真空干燥箱中，在100～130℃條件下，干燥2～4h后得到快速成型尼龍復(fù)合材料。

本發(fā)明具有的有益效果：

(1)本發(fā)明提供的激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料形收縮率小、產(chǎn)品性能好、成本低、耐候性好、環(huán)境友好且具有阻燃性環(huán)境污染小。

(2)本發(fā)明原料獲取范圍廣泛、制備方法簡單易行、成本低、損耗低、環(huán)保無污染、適合大規(guī)模生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1

一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料，由以下原料按重量份制備而成：

粒徑為50um的均勻粉末狀尼龍6樹脂100份、粒徑為50nm的二氧化硅5份、碳酸鈣10份、3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八烷醇酯0.3份、磷酸三丁酯0.5份、液態(tài)丙烯酸樹脂0.8份、氫氧化鋁0.5份。

實(shí)施例2

一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料，由以下原料按重量份制備而成：

粒徑為10um的均勻粉末狀尼龍66樹脂100份、粒徑為25nm的氧化鋁5份、滑石粉15份、n，n'-雙-(3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺0.1份、十二烷基苯磺酸鈉1份、液態(tài)丙烯酸樹脂0.5份、氫氧化鎂0.8份。

實(shí)施例3

一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料，由以下原料按重量份制備而成：

粒徑為25um的均勻粉末狀尼龍1010樹脂100份、粒徑為10nm的氧化鈣15份、云母粉10份、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯0.8份、木質(zhì)素磺酸鈉1份、液態(tài)丙烯酸樹脂1份、磷酸一銨1份。

實(shí)施例4

一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料，由以下原料按重量份制備而成：

粒徑為75um的均勻粉末狀尼龍1212樹脂100份、粒徑為75nm的二氧化硅10份、高嶺土15份、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯1份、木質(zhì)素磺酸鈉1.2份、液態(tài)丙烯酸樹脂1份、磷酸二銨1份。

實(shí)施例5

一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料，由以下原料按重量份制備而成：

粒徑為100um的均勻粉末狀尼龍11樹脂100份、粒徑為100nm的氧化鋁5份、實(shí)心玻璃微珠12份、3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八烷醇酯0.5份、十二烷基硫酸鈉1.2份、液態(tài)丙烯酸樹脂0.5份、磷酸二銨1份。

實(shí)施例6

一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料，由以下原料按重量份制備而成：

粒徑為50um的均勻粉末狀尼龍11樹脂100份、粒徑為50nm的氧化鈣3份、實(shí)心玻璃微珠5份、3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八烷醇酯0.1份、聚丙烯酸鈉1份、液態(tài)丙烯酸樹脂0.5份、磷酸二銨0.5份。

對比例1

一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料，由以下原料按重量份制備而成：

粒徑為50um的均勻粉末狀尼龍6樹脂100份、碳酸鈣10份、3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八烷醇酯0.3份、磷酸三丁酯0.5份、液態(tài)丙烯酸樹脂0.8份、氫氧化鋁0.5份。

對比例2

一種激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料，由以下原料按重量份制備而成：

粒徑為50um的均勻粉末狀尼龍6樹脂100份、粒徑為50nm的二氧化硅5份、碳酸鈣10份、3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八烷醇酯0.3份、磷酸三丁酯0.5份、液態(tài)丙烯酸樹脂0.8份。

由上述實(shí)施例1-6得到的激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料與對比例1、對比例2得到的激光燒結(jié)快速成型尼龍復(fù)合材料各主要性能進(jìn)行檢測對比，檢測結(jié)果如下表1：

表1

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。