[發(fā)明專利]一種適用于快速原型技術(shù)的樹脂復(fù)合材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310557915.8
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103554841A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路林;賀優(yōu)優(yōu);劉長軍;路明;余剛
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L101/02;C08K7/18;C08K7/20;C08K3/34;C08K3/04;C08K3/08
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料3D實物成型領(lǐng)域，特別涉及一種快速原型技術(shù)的樹脂復(fù)合材料。

背景技術(shù)：為了提高產(chǎn)品的市場競爭力，高精度、低成本及快速制造成為現(xiàn)代企業(yè)的基本要求。在此理念上研究人員開發(fā)了許多快速成型技術(shù)，這些技術(shù)統(tǒng)稱為快速原型技術(shù)，其工藝方法都是在材料累加成型的基礎(chǔ)上結(jié)合激光、燒結(jié)、熱融等方法來實現(xiàn)的。樹脂復(fù)合材料具有重量輕、強度高、耐腐蝕、加工成型方便、成本低等顯著特點適宜快速原型技術(shù)。常規(guī)的樹脂復(fù)合材料是采用樹脂作為基體材料，通過添加的顆粒材料作為增強材料，混合后添加固化劑與其他助劑形成具有一定形狀與力學(xué)性能的材料。其添加的顆粒材料粒徑通常為同一規(guī)格或一定范圍，沒有考慮到添加顆粒材料的粒徑級配與顆粒的真圓度對造型材料的影響。致使其樹脂含量多、成本高，樹脂復(fù)合材料的品質(zhì)波動直接影響最終造型材料的質(zhì)量，容易造成廢品。

發(fā)明內(nèi)容：

發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種適用于快速原型技術(shù)的樹脂復(fù)合材料，其目的在于解決現(xiàn)有的快速原型技術(shù)中存在樹脂含量高、成本高、造型材料強度不夠，易造成廢品等方面存在的問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實施的：

一種適用于快速原型技術(shù)的樹脂復(fù)合材料，其特征在于：該樹脂復(fù)合材料由樹脂、顆粒材料和助劑組成；其中樹脂為環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚丙烯樹脂、水玻璃中的一種、兩種或它們的多種組成，其樹脂含量為總體質(zhì)量的0.5%-25%；顆粒材料為陶瓷顆粒、石墨、鋁粉、錫粉、石英砂中的一種或多種組成，其含量為總體質(zhì)量的45%～95%，其顆粒大小要求：50目～100目為40%，100目～150目為10%，150～180目為10%，180目～200目為10%，200目～250目為10%，大于250目為20%；助劑為固化劑或稀釋劑中的一種或兩種，助劑的含量為余量。

顆粒材料的顆粒真圓度比要求球形與非球形顆粒的比例為7:3。

優(yōu)點及效果：通過調(diào)整顆粒材料的級配能夠有效的區(qū)分不同顆粒的粒徑，將不同目數(shù)的顆粒按合理的級配方案混合使用后，小顆粒能夠添入到大顆粒的縫隙中，顯著提高材料的密實度，大顆粒能夠起到骨架支持作用，提高造型材料的強度指標；通過調(diào)整顆粒的真圓度（真圓度以其實際輪廓相對于理想圓的徑向偏移量來表示，亦即相對于同一圓心之最大半徑與最小半徑的比值來表示，通常將比值小于1.2定義為球形）考慮球形顆粒為小粒徑顆粒能夠促進樹脂復(fù)合材料流動性，非球形顆粒為大粒徑顆粒能夠堆積在一起起到骨架作用；通過調(diào)整顆粒材料的特征減少了樹脂用量，降低生產(chǎn)成本，減少固化時間，降低固化時氣味排放，保證操作人員的健康。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明在10倍光學(xué)顯微鏡放大下顆粒實物圖片；

圖2為本發(fā)明顆粒直方圖像示意圖；

圖3為本發(fā)明顆粒二值圖像示意圖；

圖4為本發(fā)明顆粒的膨脹與腐蝕處理結(jié)果圖像示意圖；

圖5為本發(fā)明顆粒形狀統(tǒng)計圖；其中圖5a為75～45μm粒徑；圖5b為55～45μm粒徑；圖5c為37～20μm粒徑。

具體實施方式：

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行具體說明：

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種降低樹脂含量，而且通過調(diào)整添加顆粒材料的粒徑級配，并考慮顆粒的真圓度比例，來獲得的高強度快速原型技術(shù)樹脂復(fù)合材料。

本發(fā)明的樹脂復(fù)合材料，由樹脂，顆粒材料，助劑組成；其中樹脂為環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚丙烯樹脂、水玻璃中的一種或它們的兩元、多元組合物，其樹脂含量為總體質(zhì)量的0.5%-25%；顆粒材料為陶瓷顆粒、石墨、鋁粉、錫粉、石英砂中的一種或多種組合物，其特點在于顆粒材料的級配良好，即顆粒大小組成合理，如50目-100目40%，100目-150目10%，150-180目10%，180目-200目10%，200目-250目10%，大于250目20%，與適宜的顆粒真圓度比例，如球形與非球形顆粒的比例為7:3，則可以用較低的樹脂含量滿足造型材料的性能要求，其含量為總體質(zhì)量的45%-95%；助劑為固化劑（如二乙烯三胺、環(huán)烷酸鉆苯乙烯等）與稀釋劑（苯乙烯、苯甲醇等）。