一种用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料及其制备方法，其由树脂粉末100份、纳米丁腈橡胶5～45份、增韧剂2～10份、相容剂1～5份、热稳定剂1～5份、抗氧剂0.05～0.5份以及润滑剂0.05～0.5份制备而成。本发明专利技术制备的纳米丁腈橡胶复合材料具有优异的低温韧性、良好的耐热性和耐油性等特点，同时改性后的复合材料成型速度得到大幅提高，材料加工效率显著提升。此外本发明专利技术制备工艺简单，可直接应用和推广于激光烧结快速成型领域，制备具有韧性和温度等方面要求的复杂结构的部件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光烧结快速成型原料改性领域，具体涉及一种用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
激光烧结快速成型技术以二氧化碳激光器为能量来源，以粉末材料为原料，通过激光控制及粉末分布的手段实现三维制品的快速构建，成型过程包括激光加热、材料熔融、粉末烧结和维度调整等环节，是一种精准可控的快速成型技术。激光烧结快速成型技术具有粉末选材多样、产品精度高及后处理简单等优势，其最常用材料为树脂粉末材料，但普通的树脂粉末材料在成型过程中普遍存在机械强度低、成型速度慢和制品性能差等不足，且还需要一定的后处理；从而极大地限制了树脂材料在激光烧结成型领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料及其制备方法。该复合材料具有优异的低温韧性、良好的耐热性和耐油性等特点，同时改性后的复合材料成型速度得到大幅提高，材料加工效率显著提升。此外本专利技术的材料制备工艺简单，可直接应用和推广于激光烧结快速成型领域，制备具有韧性和温度等方面要求的复杂结构的部件。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料，由以下组分按重量份制备而成：树脂粉末100份，纳米丁腈橡胶5～45份，增韧剂2～10份，相容剂1～5份，热稳定剂1～5份，抗氧剂0.05～0.5份，润滑剂0.05～0.5份，所述的树脂粉末为聚碳酸酯树脂粉末（PC）或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂粉末（ABS）。进一步方案，所述的纳米丁腈橡胶为具有外层坚硬内核柔软的特殊核壳结构、直径50～100nm的淡黄色粉末。所述的增韧剂为乙烯－丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物或甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-有机硅共聚物。所述的相容剂为苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物或苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物。所述的热稳定剂为硬脂酸钙或硬脂酸钡。所述的抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯或四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-联苯基二亚磷酸酯中两种。所述的润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物或季戊四醇硬脂酸酯。本专利技术的另一个专利技术目的是提供上述纳米丁腈橡胶复合材料的制备方法，包含以下步骤：（1）将树脂粉末100份、纳米丁腈橡胶5～45份、增韧剂2～10份、相容剂1～5份、热稳定剂1～5份、抗氧剂0.05～0.5份以及润滑剂0.05～0.5份，置于高速混合机分散10～30分钟；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，然后再粉化后制得用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料。将上述制备的纳米丁腈橡胶复合材料用激光烧结快速成型技术加工成所需制件。本专利技术创新性地以纳米丁腈橡胶为改性材料，以聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂为基体材料，制备了一种用于快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料，其具有优异的低温韧性、良好的耐热性和耐油性等特点；同时制备的纳米丁腈橡胶复合材料成型速度得到大幅提高，材料加工效率显著提升。此外本专利技术所涉及的材料制备工艺简单，可直接应用和推广于激光烧结快速成型领域，制备具有韧性和温度等方面要求的复杂结构的部件。本专利技术具有以下有益效果：1、由于纳米丁腈橡胶具有外层坚硬内层柔软的特殊核壳结构，将其做为改性材料对基体树脂粉末材料改性后赋予了复合材料优异的韧性和耐低温型，因此大幅提高了复合材料的低温冲击性能；2、纳米丁腈橡胶的引入改善了树脂粉末材料的烧结质量，可以填充烧结过程中的孔隙和空洞，在热环境下有效缓解了产品的变形现象，提高了制件的热稳定性；3、由于纳米丁腈橡胶具有优异的耐油性，所以制备的复合材料可以有效地阻止油类物质利用空隙结构渗透至制件内部，同时缓解对复合材料的溶胀作用，提高了整体的耐油性；4、纳米丁腈橡胶在粉末原料成型时，一方面可以起到铆钉作用加快对粉末材料的固化程度，另一方面可以快速填充烧结后的空隙以加速上层的熔融和烧结，因此大幅提高了复合材料的成型速度。具体实施方法下面结合具体实施例对本
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。制备的样品在23℃、50%湿度环境下调节后，分别采用ASTMD6110和ASTMD648检测制件的冲击强度和热变形温度，并记录成型速度。本专利技术的具体实施例如下：实施例1（1）按以下比例配备原料：聚碳酸酯树脂粉末100份，纳米丁腈橡胶5份，增韧剂乙烯－丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2份，相容剂苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物1份，热稳定剂硬脂酸钙1份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.02份，抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.03份，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物0.05份。（2）将上述各原料置于高速混合机分散10分钟；再将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，然后再粉化后制得用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料。实施例2（1）按以下比例配备原料：聚碳酸酯树脂粉末100份，纳米丁腈橡胶15份，增韧剂乙烯－丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物4份，相容剂苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物2份，热稳定剂硬脂酸钙2份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.06份，抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.1份，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物0.15份。（2）将上述各原料置于高速混合机分散15分钟；将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，然后再粉化后制得用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料。实施例3（1）按以下比例配备原料：聚碳酸酯树脂粉末100份，纳米丁腈橡胶25份，增韧剂乙烯－丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物6份，相容剂苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物3份，热稳定剂硬脂酸钙3份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.12份，抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.18份，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物0.25份。（2）将上述各原料置于高速混合机分散20分钟；将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，然后再粉化后制得用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料。实施例4（1）按以下比例配备原料：聚碳酸酯树脂粉末100份，纳米丁腈橡胶35份，增韧剂乙烯－丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物8份，相容剂苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物4份，热稳定剂硬脂酸钙4份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.16份，抗氧剂β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.24份，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物0.35份。（2）将上述各原料置于高速混合机分散25分钟；将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、牵引后，制得树脂粒子，然后再粉化后制得用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料。实施例5（1）按以下比例配备原料：聚碳酸酯树脂粉末100份，纳米丁腈橡胶45份，增韧剂乙烯－丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物10份，相容剂苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物5份，热稳定剂硬脂酸钙5份，抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：树脂粉末100份，纳米丁腈橡胶5～45份，增韧剂2～10份，相容剂1～5份，热稳定剂1～5份，抗氧剂0.05～0.5份，润滑剂0.05～0.5份，所述的树脂粉末为聚碳酸酯树脂粉末或丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯树脂粉末。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光烧结快速成型的纳米丁腈橡胶复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：树脂粉末100份，纳米丁腈橡胶5～45份，增韧剂2～10份，相容剂1～5份，热稳定剂1～5份，抗氧剂0.05～0.5份，润滑剂0.05～0.5份，所述的树脂粉末为聚碳酸酯树脂粉末或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂粉末。2.根据权利要求1所述的纳米丁腈橡胶复合材料，其特征在于：所述的纳米丁腈橡胶为具有外层坚硬内核柔软的特殊核壳结构、直径50～100nm的淡黄色粉末。3.根据权利要求1所述的纳米丁腈橡胶复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯－丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物或甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-有机硅共聚物。4.根据权利要求1所述的纳米丁腈橡胶复合材料，其特征在于：所述的相容剂为苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物或苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物。5.根据权利要求1所述的纳米丁腈橡胶复合材料...

【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