选择性激光烧结快速成形PP复合材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)的PP复合粉末材料，其组分包括：PP，无机填料，表面改性剂，光吸收剂，流动助剂，抗氧剂；本发明专利技术同时公开了PP复合材料的制备方法。本发明专利技术采用表面处理、改性工艺等过程，制备的PP复合粉末材料用于SLS成型时，具有制造工艺方便，烧结性能优良，成型产品在保证优良力学性能、高精度及优良成型效果的同时，提供了较高的冲击强度，有效改善了SLS制件综合性能。

【技术实现步骤摘要】
选择性激光烧结快速成形PP复合材料及制备方法
本专利技术涉及一种基于选择性激光烧结PP复合粉末材料，并提供了该PP复合粉末材料的制备方法。
技术介绍
PP粉末材料是选择性激光烧结(SelectiveLaserSintering，简称SLS)使用最为广泛的一种高分子材料。可应用于航空、航天、机械制造、艺术品制造等行业。为进一步改善SLS制品的性能，需要对PP材料进行改性，以提高其强度、韧性及成型效果。对PP的改性，与其他高分子材料一样，常以无机填料如碳酸钙、高岭土、水滑石、SiO2等为主，采用插层法进行改性。近二十年来，聚合物/无机纳米复合材料的研究受到了人们的关注。其中，有关聚合物/水滑石纳米复合材料的研究近几年才出现，这其中大多数都是水溶性聚合物体系，只有少数是非水溶性聚合物体系。PP/水滑石纳米复合材料在物理结构上与聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料相似，当以聚合物为基体时，材料的力学性能有望得到较大提高。除此之外，更为重要的是由于水滑石化学组成的多变性，可以制备适合于各种用途的聚合物/水滑石复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于选择性激光烧结用PP复合材料，该材料在保证优良力学性能及成型效果的同时，改善SLS制件综合性能。本专利技术的另一目的在于提供上述PP复合材料的制备方法。本专利技术提供的一种用于选择性激光烧结的PP复合材料，是由以下组分组成的：PP，无机填料，表面改性剂，光吸收剂，流动助剂，抗氧剂；各组分按下述重量份数配比：PP45-89无机填料5-15表面改性剂5-30光吸收剂0.4-5流动助剂0.1-3抗氧剂0.5-2上述PP为通用型PP。上述无机填料为水滑石、碳酸钙、蒙脱土，优选为水滑石。上述表面改性剂为聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、氯磺化聚丙烯、PP-g-MAH中的一种或几种。上述光吸收剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类；其中二苯甲酮类光吸收剂优选为2，4-二羟基二苯酮、2-二羟基-4-甲氧基二苯酮、2-羟基-4-辛氧基二苯酮的一种或几种。上述流动助剂为为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化钙中的一种或几种。上述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂，受阻酚类抗氧剂优选为对羟基苯甲醚、对苯二酚、2，6-二叔基对苯甲酚、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、2，6-二叔丁基-4-甲基-苯酚、2，2′-双(4-甲基-6-叔丁基-苯酚)甲烷中的一种或几种。按照上述各组分配比，按以下步骤制备用于选择性激光烧结的PP复合粉末材料：A.无机填料表面改性：在混合釜中，将50％工业酒精加入无机填料中，升温至70℃，搅拌2h；再加入一定量表面改性剂，加少量水，用氢氧化钠调节pH＝9；在70℃下，搅拌8h，冷却，静置12h。过滤，用50％工业酒精洗净。60℃真空干燥至恒重，研磨制得到表面改性的无机填料。B.PP复合改性：将PP、改性无机填料按一定比例混均，经双螺杆挤出，造粒；再经塑料磨粉机磨粉，通过150目筛，制得PP复合改性材料。C.共混：将制备的PP复合改性材料加至混合搅拌器内，再添加光吸收剂、流动助剂、抗氧剂，搅拌均匀，通过120目筛，制得所述的基于选择性激光烧结的PP复合粉末材料。将所制得的PP复合粉末材料用于SLS成形设备AMA600成形，所得成形制件按ASTM标准进行性能测试。具体实施方法实施例1(PP/APP/LDH＝PP/5/5)A.在混合釜中，加50％工业酒精10Kg，水滑石1000g，升温至70℃，搅拌2h；再加入聚磷酸铵(APP)1000g，加少量水，用氢氧化钠调节pH＝9；再加热至70℃，搅拌8h，冷却，静置12h。过滤，用50％工业酒精洗净。60℃真空干燥至恒重，研磨制得到表面改性的无机填料。B.PP复合改性：PP8800g、表面改性无机填料1000g，混均。经双螺杆挤出，造粒；再经塑料磨粉机磨粉，通过150目筛，制得PP复合改性材料。C.共混：将制备的PP复合改性材料加至混合搅拌器内，再添加光吸收剂2，4-二羟基二苯酮50g、流动助剂纳米氧化钙100g、抗氧剂对羟基苯甲醚50g，搅拌均匀，通过120目筛，制得所述的基于选择性激光烧结的PP复合粉末材料。在SLS成形设备AMA600上成形上述所得PP粉末材料，制备工艺参数为：激光功率50W，扫描速度2000mm/s，烧结间距0.1mm，烧结层厚度0.1mm，预热温度170℃；将所得SLS成形件按ASTM标准进行性能测试。拉伸强度46Pa，弯曲强度41MPa，冲击强度7300J/m2，维卡温度52℃。实施例2(PP/APP/LDH＝PP/5/5)A.在混合釜中，加50％工业酒精10Kg，水滑石1000g，升温至70℃，搅拌2h；再加入聚磷酸铵(APP)1000g，加少量水，用氢氧化钠调节pH＝9；再加热至70℃，搅拌8h，冷却，静置12h。过滤，用50％工业酒精洗净。60℃真空干燥至恒重，研磨制得到表面改性的无机填料。B.PP复合改性：PP8700g、表面改性无机填料1000g，混均。经双螺杆挤出，造粒；再经塑料磨粉机磨粉，通过150目筛，制得PP复合改性材料。C.共混：将制备的PP复合改性材料加至混合搅拌器内，再添加光吸收剂2，4-二羟基二苯酮50g、流动助剂纳米氧化钙200g、抗氧剂对羟基苯甲醚50g，搅拌均匀，通过120目筛，制得所述的基于选择性激光烧结的PP复合粉末材料。在SLS成形设备AMA600上成形上述所得PP粉末材料，制备工艺参数为：激光功率50W，扫描速度2000mm/s，烧结间距0.1mm，烧结层厚度0.1mm，预热温度170℃；将所得SLS成形件按ASTM标准进行性能测试。拉伸强度47Pa，弯曲强度40.6MPa，冲击强度7270J/m2，维卡温度53℃。实施例3(PP/APP/LDH＝PP/10/5)A.在混合釜中，加50％工业酒精10Kg，水滑石500g，升温至70℃，搅拌2h；再加入聚磷酸铵(APP)1000g，加少量水，用氢氧化钠调节pH＝9；再加热至70℃，搅拌8h，冷却，静置12h。过滤，用50％工业酒精洗净。60℃真空干燥至恒重，研磨制得到表面改性的无机填料。B.PP复合改性：PP8800g、表面改性无机填料1000g，混均。经双螺杆挤出，造粒；再经塑料磨粉机磨粉，通过150目筛，制得PP复合改性材料。C.共混：将制备的PP复合改性材料加至混合搅拌器内，再添加光吸收剂2，4-二羟基二苯酮50g、流动助剂纳米氧化钙100g、抗氧剂对羟基苯甲醚50g，搅拌均匀，通过120目筛，制得所述的基于选择性激光烧结的PP复合粉末材料。在SLS成形设备AMA600上成形上述所得PP粉末材料，制备工艺参数为：激光功率50W，扫描速度2000mm/s，烧结间距0.1mm，烧结层厚度0.1mm，预热温度170℃；将所得SLS成形件按ASTM标准进行性能测试。拉伸强度8Pa，弯曲强度36MPa，冲击强度6900J/m2，维卡温度51℃。实施例4(PP/APP/LDH＝PP/10/10)A.在混合釜中，加50％工业酒精10Kg，水滑石1000g，升温至70℃，搅拌2h；再加入聚磷酸铵(APP)1000g，加少量水，用氢氧化钠调节pH＝9；再加热至70℃，搅拌8h，冷却，静置12h本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于选择性激光烧结的PP复合粉末材料，其特征在于所述的粉末材料是由以下组分组成的：PP，无机填料，表面改性剂，光吸收剂，流动助剂，抗氧剂。

【技术特征摘要】
1.基于选择性激光烧结的PP复合粉末材料，其特征在于所述的粉末材料是由以下组分组成的：PP，无机填料，表面改性剂，光吸收剂，流动助剂，抗氧剂；所述各组分按下述重量份数配比：PP45-89无机填料5-15表面改性剂5-30光吸收剂0.4-5流动助剂0.1-3抗氧剂0.5-2；所述的无机填料为水滑石；所述表面改性剂为聚磷酸铵。2.根据权利要求1所述的PP复合粉末材料，其特征是所述的PP为通用型。3.根据权利要求1所述的PP复合粉末材料，其特征是所述的光吸收剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类；其中二苯甲酮类光吸收剂为2，4-二羟基二苯酮、2-二羟基-4-甲氧基二苯酮、2-羟基-4-辛氧基二苯酮。4.根据权利要求1所述的PP复合粉末材料，其特征是所述的流动助剂为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化钙中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的PP复合粉末材料，其特征是所述的抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂；受阻酚类抗氧剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚、2，6-...

【专利技术属性】
技术研发人员：林润雄，齐迪，丁云雨，
申请(专利权)人：青岛科技大学，青岛中科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37