一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料及其制备方法，其是由尼龙微球100份、钛酸钾晶须10～40份、偶联剂0.5～2.5份、润滑剂0.05～0.5份、光稳剂0.05～0.5份、消泡剂1～5份、流平剂1～5份以及抗氧剂0.05～0.5份制成。本发明专利技术以尼龙微球为基体，以钛酸钾晶须为改性材料制备了用于激光烧结快速成型领域的钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料，其具有优异的力学强度和耐磨性等特点，同时大幅提高了复合材料的成型速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子改性材料
，具体涉及一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料及其制备方法。
技术介绍
激光烧结成型技术是一种高效快速成型技术，利用特定波长与强度的激光聚焦在粉末材料表面，按照由点到线、由线到面的原则绘制出平面结构，并利用垂直高度的调节完成三维结构的实体制作。激光烧结快速成型技术能够快速成型中、小型制件，并具有构建速度快、可选用原料种类多和过程控制简单等优点。其中在工程塑料原料领域常用材料为尼龙等工程塑料粉末，其粉末材料通常采用直接粉碎或溶解析出的方法制备，直接粉碎所得到的材料均一性差，溶解析出制备工艺复杂且具有一定的毒害性，两种方法制备的材料所制得制品在强度和韧性方面存在较大不足。尼龙微球是一种粒径可控的高分资料尼龙微球材料，在激光烧结成型领域逐步取代粉末材料成为应用重点。钛酸钾晶须是一种直径微米级别的高强度晶须材料，微米级的尺寸决定了晶须内不会存在位错和孔隙等缺陷，决定了钛酸钾晶须在力学强度、耐磨性以及抗疲劳性等方面有优异的表现。本专利技术创新性地以尼龙微球为基体，以钛酸钾晶须为改性材料制备了用于激光烧结快速成型领域的钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料。本专利技术制备的复合材料具有优异的力学强度和耐磨性等特点，同时大幅提高了复合材料的成型速度。此外本专利技术涉及的复合材料制备工艺简单，可直接应用于以快速成型为基础的大规模工业化生产。
技术实现思路
本专利技术提供了一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料在快速成型领域的应用，所制备的复合材料具有优异的力学强度和耐磨性等特点，同时大幅提高了复合材料的成型速度。此外本专利技术涉及的复合材料制备工艺简单，可直接应用于以快速成型为基础的大规模工业化生产。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料，由以下组分按重量份制备而成：尼龙微球100份，钛酸钾晶须10～40份，偶联剂0.5～2.5份，润滑剂0.05～0.5份，光稳剂0.05～0.5份，消泡剂1～5份，流平剂1～5份，抗氧剂0.05～0.5份。进一步方案，所述的尼龙微球为尼龙6或尼龙12微球，其粒径为0.1μm～500μm。进一步方案，所述的钛酸钾晶须为长度为5～100μm的六钛酸钾晶须或八钛酸钾晶须。进一步方案，所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。进一步方案，所述的润滑剂为次乙基双硬脂酰胺或季戊四醇硬脂酸酯。进一步方案，所述的光稳剂为2,4-二羧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。进一步方案，所述的消泡剂为环氧乙烷环氧丙烷共聚醚或聚醚硅氧烷。进一步方案，所述的流平剂为有机硅-环氧丙烷共聚物或聚二甲基硅氧烷。进一步方案，所述的抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和双（2，4—二酷基）季戊四醇二亚磷酸酯中的两种。本专利技术的另一个专利技术目的是提供上述钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料的制备方法，在容器陆续中加入尼龙微球100份、钛酸钾晶须10～40份、偶联剂0.5～2.5份、润滑剂0.05～0.5份、光稳剂0.05～0.5份、消泡剂1～5份、流平剂1～5份和抗氧剂0.05～0.5份，在35℃～75℃条件下高速搅拌20min～40min至分散均匀所得。所述的尼龙微球为尼龙6或尼龙12微球，粒径为0.1μm～500μm。本专利技术以尼龙微球为基体，以钛酸钾晶须为改性材料制备了用于激光烧结快速成型领域的钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料。其制备的复合材料具有优异的力学强度和耐磨性等特点，同时大幅提高了复合材料的成型速度。此外本专利技术涉及的复合材料制备工艺简单，可直接应用于以快速成型为基础的大规模工业化生产。本专利技术的有益效果有：1、所选用钛酸钾晶须直径为微米级别，因此晶须内不会存在位错和孔隙等缺陷，具有较高的力学强度，用来改性尼龙微球后可以大幅提高复合材料的拉伸和冲击等力学性能；2、本专利技术选用的钛酸钾晶须为六钛酸钾晶须和八钛酸钾晶须，两种晶须均为八面体和共棱结构连接而成的风洞结构，轴向与晶须方向平行，此外钛酸钾晶须的导热系数较低，因此在结构和性能上都决定了以钛酸钾晶须改性尼龙微球材料会大幅提高复合材料的耐磨性；3、采用钛酸钾晶须材料改性尼龙微球，在成型过程中可以有效耐受激光照射，在成型过程中起到骨架作用，显著提高复合材料的成型速度。具体实施方法下面结合具体实例对本
技术实现思路
进行进一步的说明，但所述实施例并非是对本专利技术实质精神的简单限定，任何基于本专利技术实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于本专利技术所要求保护的范围之内。如无特别说明，各实例中所述份数均为重量份。制备的样品在23℃、50%湿度环境下调节后，分别采用ASTMD638、ASTMD6110和ASTMD1242检测拉伸强度、冲击强度和耐磨性，同时记录成型速度。本专利技术的具体实施例如下：实例1（1）按以下比例配备原料：尼龙6微球100份，六钛酸钾晶须10份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份，润滑剂次乙基双硬脂酰胺0.05份，光稳剂2,4-二羧基二苯甲酮0.05份，消泡剂环氧乙烷环氧丙烷共聚醚1份，流平剂有机硅-环氧丙烷共聚物1份，抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.02份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.03份。（2）在容器陆续中加入以上材料，并在35℃条件下高速搅拌20min至分散均匀，经激光烧结成型为所需制件。所制备的钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料性能见表一。实例2（1）按以下比例配备原料：尼龙6微球100份，六钛酸钾晶须15份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份，润滑剂次乙基双硬脂酰胺0.15份，光稳剂2,4-二羧基二苯甲酮0.15份，消泡剂环氧乙烷环氧丙烷共聚醚2份，流平剂有机硅-环氧丙烷共聚物2份，抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.05份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.08份。（2）在容器陆续中加入以上材料，并在45℃条件下高速搅拌25min至分散均匀，经激光烧结成型为所需制件。所制备的钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料性能见表一。实例3（1）按以下比例配备原料：尼龙6微球100份，六钛酸钾晶须20份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份，润滑剂次乙基双硬脂酰胺0.25份，光稳剂2,4-二羧基二苯甲酮0.25份，消泡剂环氧乙烷环氧丙烷共聚醚3份，流平剂有机硅-环氧丙烷共聚物3份，抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.12份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.15份。（2）在容器陆续中加入以上材料，并在55℃条件下高速搅拌30min至分散均匀，经激光烧结成型为所需制件。所制备的钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料性能见表一。实例4（1）按以下比例配备原料：尼龙6微球100份，六钛酸钾晶须30份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份，润滑剂次乙基双硬脂酰胺0.35份，光稳剂2,4-二羧基二苯甲酮0.35份，消泡剂环氧乙烷环氧丙烷共聚醚4份，流平剂有机硅-环氧丙烷共聚物4份，抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.15份，抗氧剂三[2.4-二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：尼龙微球100份，钛酸钾晶须10～40份，偶联剂0.5～2.5份，润滑剂0.05～0.5份，光稳剂0.05～0.5份，消泡剂1～5份，流平剂1～5份，抗氧剂0.05～0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：尼龙微球100份，钛酸钾晶须10～40份，偶联剂0.5～2.5份，润滑剂0.05～0.5份，光稳剂0.05～0.5份，消泡剂1～5份，流平剂1～5份，抗氧剂0.05～0.5份。2.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料，其特征在于：所述的尼龙微球为尼龙6或尼龙12微球，其粒径为0.1μm～500μm。3.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料，其特征在于：所述的钛酸钾晶须为长度为5～100μm的六钛酸钾晶须或八钛酸钾晶须。4.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。5.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为次乙基双硬脂酰胺或季戊四醇硬脂酸酯。6.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须改性尼龙微球复合材料，其特征在于：所述的光稳剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，李枭，姚晨光，
申请(专利权)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34