[發(fā)明專利]用于選擇性激光燒結(jié)的改性尼龍復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711456580.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107880540A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊云龍;袁博;陳亮斌;徐文雅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南華曙高科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C08L77/02
• 分類號(hào): C08L77/02;C08L77/06;C08K7/08;C08K5/13;C08K3/36;C08K5/526;C08K3/22;C08K5/134;C08K5/3437
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于選擇性激光燒結(jié)的改性尼龍復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

3D打印技術(shù)是增材制造技術(shù)的通稱，是一項(xiàng)具有數(shù)字化制造、高度柔性和適應(yīng)性、直接CAD模型驅(qū)動(dòng)、快速、材料類型豐富多樣等鮮明特點(diǎn)的先進(jìn)制造技術(shù)，其可將原型的幾何形狀、結(jié)構(gòu)和所選材料的組合信息建立數(shù)據(jù)化描述模型，之后把這些信息輸出到計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電集成制造系統(tǒng)進(jìn)行逐點(diǎn)、逐線、逐面的三維堆砌成型生產(chǎn)三維實(shí)體。相對(duì)于傳統(tǒng)的減材制造加工技術(shù)，增材制造技術(shù)無(wú)需原胚和模具就能直接通過(guò)計(jì)算機(jī)模型數(shù)據(jù)，通過(guò)逐層疊加的方法生產(chǎn)任何所需的實(shí)體件，能夠有效的簡(jiǎn)化產(chǎn)品的制造程序、縮短產(chǎn)品的研制周期，提高效率并降低成本。3D打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、模具制造、生物工程及醫(yī)療、建筑、藝術(shù)制造等諸多領(lǐng)域。選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）是目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的一種3D打印方法，此方法能夠制造出高精度的制造件，已被很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的用于選擇性激光燒結(jié)耗材的多為尼龍材料，尼龍材料作為當(dāng)今第一大工程塑料，大多數(shù)品種為結(jié)晶型聚合物，大分子鏈中含有酰胺鍵，能形成氫鍵，其具有強(qiáng)韌、耐磨、耐沖擊、耐疲勞、耐腐蝕等優(yōu)異的特性，特別是耐磨性和自潤(rùn)滑性能優(yōu)良，摩擦系數(shù)小，因而尼龍?jiān)谂c其他工程塑料的激烈競(jìng)爭(zhēng)中穩(wěn)步迅速增長(zhǎng)，廣泛應(yīng)用于汽車家用電器及運(yùn)動(dòng)器材等零部件的制造。但是尼龍材料在選擇性激光燒結(jié)過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生體積收縮，從而使得燒結(jié)件尺寸發(fā)生變化，即大大限制其應(yīng)用。

為了解決這一技術(shù)問(wèn)題，目前，采用在尼龍聚合物粉末中共混并加入纖維填充，該方式雖然能夠提高燒結(jié)件的尺寸精度和鋪粉方向的強(qiáng)度，但由于纖維在選擇性激光燒結(jié)鋪粉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生取向，從而導(dǎo)致尼龍復(fù)合材料在水平面上的性能出現(xiàn)差異，使得沿著纖維長(zhǎng)軸的方向力學(xué)機(jī)械性能大大高于垂直于纖維長(zhǎng)軸方向的性能，從而使得燒結(jié)件的整體性能不均一。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種粉末流動(dòng)性良好、燒結(jié)工藝穩(wěn)定，且各向力學(xué)性能優(yōu)異，更均勻的用于選擇性激光燒結(jié)的改性尼龍復(fù)合材料及其制備方法，從而改善了纖維復(fù)合材料的鋪粉取向技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于選擇性激光燒結(jié)的改性尼龍復(fù)合材料，包括以下重量比的組份：

尼龍粉末50-95份；

抗氧劑0.1-1份；

粉末流動(dòng)助劑0.1-1份；

四針狀氧化鋅晶須5-50份；

其中，四針狀氧化鋅晶須的針狀體長(zhǎng)度不小于50μm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述尼龍粉末為PA6、PA66、PA11、PA12、PA 46、PA 610、PA 612、PA1010、PA1012、PA1212中的一種或多種。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述四針狀氧化鋅晶須的針狀體長(zhǎng)度為50-200μm，針狀體根部直徑為0.5-20μm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或多種。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述受阻酚類抗氧劑為2，6-三級(jí)丁基-4-甲基苯酚、雙（3.5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基）硫醚、四（β-（3.5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基）丙酸）季戊四醇中的一種或多種。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述尼龍粉末的粒徑為60μm-270μm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述粉末流動(dòng)助劑為氣相二氧化硅 、納米碳化硅、納米氧化鋁、納米氧化鈣、納米二氧化鈦、納米碳酸鈣中的一種或多種。

本發(fā)明還提供了一種用于選擇性激光燒結(jié)的改性尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括：

將上述任一項(xiàng)所述的用于選擇性激光燒結(jié)的改性尼龍復(fù)合材料包括的各組分混合攪拌均勻，并進(jìn)行烘干后得到用于選擇性激光燒結(jié)的改性尼龍復(fù)合材料。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述混合攪拌的轉(zhuǎn)速為500-2000r/min，混合攪拌時(shí)間為1-60min。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述烘干的溫度為100℃以下，且烘干的時(shí)間為1-48h。

本發(fā)明的用于選擇性激光燒結(jié)的改性尼龍復(fù)合材料及其制備方法具有以下有益效果：