一種聚醚酰亞胺復(fù)合3d打印材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 3D打印是一種W數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀態(tài)金屬或塑料等可粘合材料 的快速成型技術(shù)，被譽(yù)為顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)的又一次工業(yè)革命。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè) 計、建筑、工程和施工、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、±木工程、汽車，航空航天、槍 支W及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。自3D打印誕生W來，已經(jīng)從工業(yè)、建筑模型打印開始向功能 性和服務(wù)性產(chǎn)品轉(zhuǎn)變。而在未來的智能制造背景下，3D打印技術(shù)將與互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián) 網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等其他先進(jìn)技術(shù)融合發(fā)展。但是現(xiàn)有3D打印材料應(yīng)用在航空航天汽車等領(lǐng)域存 在著強(qiáng)度不夠的問題，因此亟待開發(fā)一種與3D打印機(jī)流動性、成型性較為匹配，同時具有 足夠強(qiáng)度和硬度的3D打印材料。單晶藍(lán)寶石晶須是在受控條件下培植生長的高純度單晶 體，其晶體結(jié)構(gòu)近乎完整，不含有晶粒界、位錯、空桐等晶體缺陷，具有超強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度、抗熱 沖擊、比重小、抗氧化、高耐磨量和高耐腐蝕性等優(yōu)異的物理性能，單晶藍(lán)寶石晶須成為第 Ξ代先進(jìn)復(fù)合材料的最佳選擇。可W明顯提高3D打印用復(fù)合材料的強(qiáng)度和耐磨性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料及其制備方法，本發(fā)明 可W有效提高3D打印用復(fù)合材料的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性能。擴(kuò)大聚酷 胺材料在汽車、航空航天上高端應(yīng)用范圍。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)W上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0005] -種聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：
[0006] 聚離醜亞胺 4CM00 ; 環(huán)氧樹脂 40~100; 松香樹脂 10~20 ; 無機(jī)填料 5~10: 偶聯(lián)劑 5~20 ; 光穩(wěn)定劑 0.1-0.5 ; 流平劑 0.1~2 ; 抗氧劑 0.1~2; 脫氣劑 0.1~2 ; 分散潤滑劑 1~技。
[0007] 所述的聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料，各組分優(yōu)選由下列重量份的原料制成：
[0008] 聚醜醜亞胺 70， 環(huán)氧樹脂 70， 化香樹脂 15 無機(jī)填料 a； 偶験劑 巧; 光穩(wěn)定劑 0.3 ; 流平劑 1; 抗氧劑 1， 脫氣劑 1 ;
[0009] 分散潤滑劑 3。
[0010] 所述環(huán)氧樹脂為市售縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂，所述松香樹脂為市售松香樹脂，所 述無機(jī)填料為單晶藍(lán)寶石晶須、石墨締、氧化鋒或碳化娃，所述偶聯(lián)劑為錯類偶聯(lián)劑；所述 流平劑為聚二甲基硅氧烷或下基纖維素，所述光穩(wěn)定劑為2-徑基-4-甲氧基二苯甲酬或 5-氯化苯并Ξ挫，所述流平劑為聚二甲基硅氧烷、下基纖維素或異丙基纖維素，所述抗氧劑 為2, 6-Ξ級下基-4-甲基苯酪，所述脫氣劑為藍(lán)麻油或下苯膠漿，所述分散潤滑劑為聚乙 締蠟或雙脂肪酸酷胺。
[0011] 進(jìn)一步的，所述單晶藍(lán)寶石晶須為直徑0. 1~5微米，長度為5~100微米，純度 (wt% )為90-99. 9%的單晶藍(lán)寶石晶須，所述聚酸酷亞胺為氧指數(shù)為47%，密度為1. 31~ 1. 45g/立方厘米的市售聚酸酷亞胺。
[0012] 按照上述配料生產(chǎn)的一種聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料的制備方法，包括W下步 驟：
[001引 1)將環(huán)氧樹脂、松香樹脂、抗氧劑、分散潤滑劑和偶聯(lián)劑放入加熱裝置中快速攬拌 1~池，得產(chǎn)物A;
[0014] 2)將無機(jī)填料加入上述烙融的產(chǎn)物A中，超聲震蕩10~20min，得產(chǎn)物B;
[0015] 3)在100~200°C下在產(chǎn)物B中加聚酸酷亞胺、光穩(wěn)定劑、流平劑、脫氣劑，繼續(xù)攬 拌1~化的產(chǎn)物C;
[0016] 4)產(chǎn)物C冷卻至室溫，用球磨機(jī)研磨粉碎，篩分后即可制得聚酸酷亞胺復(fù)合3D打 印材料。
[0017] 進(jìn)一步的，所述步驟1)中加熱溫度為100°C，攬拌速度為6(K)r/min，步驟3)中攬 拌速度為80化/min,步驟4)中的研磨粉碎并篩分后所述聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料的平 均粒徑為20μm。
[0018] 本材料使用EOSP396型號3D打印機(jī)，采用粉末燒結(jié)成型（SelectedLaser Sintering,簡稱化巧技術(shù)，利用紅外激光器對粉末材料進(jìn)行粉末燒結(jié)成型，效果最佳。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 有益效果：
[0021] (1)本發(fā)明的一種聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料與傳統(tǒng)的聚酷胺材料相比，本發(fā)明 的聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料具有較高的彎曲彈性模量、抗拉強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性和熱崎變 溫度，可W在高溫下使用。
[0022] (2)本發(fā)明的一種聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料過程簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)
[0023] (3)本發(fā)明的一種聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料原料便宜，來源廣泛，而且具有良 好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面通過實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 按照下列重量份的原料準(zhǔn)備原料：
[0027] 聚酸酷亞胺40 ;縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂40 ;松香樹脂10 ;單晶藍(lán)寶石晶須10 ;錯 類偶聯(lián)劑5 ;2-徑基-4-甲氧基二苯甲酬0. 1;聚二甲基硅氧烷0. 1 ;2, 6-Ξ級下基-4-甲 基苯酪0. 1 ;下苯膠漿0. 1 ;聚乙締蠟1。
[0028] 所述單晶藍(lán)寶石晶須為直徑0. 1~5微米，長度為5~100微米，純度（wt% )為 90-99. 9%的單晶藍(lán)寶石晶須，所述聚酸酷亞胺為氧指數(shù)為47%，密度為1. 31~1. 45g/立 方厘米的市售聚酸酷亞胺。
[002引制備過程為：
[0030] 1)將環(huán)氧樹脂、松香樹脂、抗氧劑、分散潤滑劑、偶聯(lián)劑按放入加熱裝置中60化/ min攬拌1~化，加熱溫度100°C，得產(chǎn)物A;
[0031] 2)將無機(jī)填料加入上述烙融的產(chǎn)物A中，超聲震蕩10~20min，得產(chǎn)物B;
[0032] 3)在100~200°C下在產(chǎn)物B中加聚酸酷亞胺、光穩(wěn)定劑、流平劑、脫氣劑，繼續(xù)攬 拌1~化的產(chǎn)物C，攬拌速度80化/min;
[0033] 4)產(chǎn)物C冷卻至室溫，用球磨機(jī)研磨粉碎，粉碎得到的平均粒徑為20μm，篩分后 即可制得聚酸酷亞胺復(fù)合3D打印材料。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 按照下列重量份的原料準(zhǔn)備原料：
[0036] 聚酸酷亞胺100;縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂100;松香樹脂20;單晶藍(lán)寶石晶須20; 錯類偶聯(lián)劑20 ;2-徑基-4-甲氧基二苯甲酬0. 5;聚二甲基硅氧烷2 ;2, 6-Ξ級下基-4-甲 基苯酪2;下苯膠漿2;聚乙締蠟6。
[0037] 所述單晶藍(lán)寶石晶須為直徑0. 1~5微米，長度為5~100微米，純度（wt% )為 90-99. 9%的單晶藍(lán)寶石晶須，所述聚酸酷亞胺為氧指數(shù)為47%，密度為1. 31~1. 45g/立 方厘米的市售聚酸酷亞胺。
[00測制備過程為：
[0039] 1)將環(huán)氧樹脂、松香樹脂、抗氧劑、分散潤滑劑和偶聯(lián)劑放入加熱裝置中60化/ min攬拌1~化，加熱溫度100°C，得產(chǎn)物A;
[0040] 2)將無機(jī)填料加入上述烙融的產(chǎn)物A中，超聲震蕩10~20min，得產(chǎn)物B;
[0041] 3)在100~200°C下在產(chǎn)物B中加聚酸酷亞胺、光穩(wěn)定劑、流平劑、脫氣劑，繼續(xù)攬 拌1~化的產(chǎn)物C，攬拌速度80化/min;
[0042] 4)產(chǎn)物C冷卻至室溫，用球磨機(jī)研磨粉碎，粉碎得