一种用于光固化成型的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用于光固化成型的尼龙微球复合材料及其制备方法，属于光敏树脂改性领域。按质量比由以下原料组成：丙烯酸酯25～45份、环氧树脂25～45份、尼龙微球5～25份、超短玻纤5～25份、偶联剂0.2～1份、光稳剂0.02～0.1份、稀释剂5～25份、消泡剂0.5～2.5份、流平剂0.5～2.5份、抗氧剂0.02～0.1份、阳离子型引发剂1～5份和自由基型光聚合引发剂1～5份制备而成。本发明专利技术创新性地以超短玻纤改性尼龙微球料，制备了用于光固化成型的尼龙微球复合材料，所制备复合材料具有力学强度大、尺寸稳定性好、耐磨性强以及优异的成型速度，同时复合材料综合成本得以削减，此外本发明专利技术所涉及的生产设备及产品工艺简单，复合材料可直接用于光固化快速成型领域。

Nylon microsphere composite material for light curing molding and preparation method thereof

The invention provides a nylon microsphere composite material for light curing molding and a preparation method thereof, belonging to the field of photosensitive resin modification. According to the mass ratio, it consists of 25~45 parts of acrylate, 25~45 parts of epoxy resin, 5~25 nylon microspheres, 5~25 parts of ultra short glass fiber, 0.2 ~ 1 coupling agents, 0.02 to 0.1 stabilizers, 5~25 diluents, 0.5 ~ 2.5 defoamers, 0.5 ~ 2.5, oxygen resistant agent and cationic initiator. 5 copies and 1~5 free radical photopolymerization initiators were prepared. In this invention, the nylon microspheres are prepared with ultra short glass fiber modified nylon microspheres, and the nylon microspheres composite materials used for light curing are prepared. The composite material has large mechanical strength, good dimensional stability, strong wear resistance and excellent molding speed. At the same time, the composite material synthesis is reduced. In addition, the invention relates to the invention. The production equipment and products are simple in technology, and composite materials can be used directly in the field of UV curing rapid prototyping.

【技术实现步骤摘要】
一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料及其制备方法
本专利技术提供了一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料及其制备方法，属于光敏树脂改性领域。
技术介绍
光固化成型是一种以低聚物或预聚物为原料，以紫外光或激光为能源，将原料中的碳碳单键破坏后形成自由基，并在引发剂与催化剂作用下完成聚合固化的一种快速成型方式。光固化常用原料为预聚物和单体组成的液态光敏树脂，往往存在固化效率低、尺寸稳定性差和力学强度差等不足。光敏树脂通常由单体、预聚体或预聚物组成，种类较少，且材料构建过程中存在速度慢、韧性差以及尺寸稳定性差等不足，且纯树脂耐磨性较差。本专利技术采用尼龙微球等微球类材料改性纯光敏树脂，可以一定程度上提高产品尺寸稳定性和力学强度，本专利技术创新性的以超短玻纤和尼龙微球复配改性液态光敏树脂，制备了用于光固化成型的尼龙微球复合材料，所制备的复合材料具有力学强度大、尺寸稳定性好、耐磨性强以及优异的成型速度，同时复合材料综合成本得以削减，此外本专利技术所涉及的生产设备及产品工艺简单，复合材料可直接用于光固化快速成型领域。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料及其制备方法，属于光敏树脂改性领域。创新性地以超短玻纤改性尼龙微球光敏树脂复合材料，制备了用于光固化成型的尼龙微球复合材料，所制备的复合材料具有力学强度大、尺寸稳定性好、耐磨性强以及优异的成型速度，同时复合材料综合成本得以削减，此外本专利技术所涉及的生产设备及产品工艺简单，复合材料可直接用于光固化快速成型领域。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料，由下述组份按重量份制备而成：丙烯酸酯25～45份，环氧树脂25～45份，尼龙微球5～25份，超短玻纤5～25份，偶联剂0.2～1份，光稳剂0.02～0.1份，稀释剂5～25份，消泡剂0.5～2.5份，流平剂0.5～2.5份，抗氧剂0.02～0.1份，阳离子型引发剂1～5份，自由基型光聚合引发剂1～5份。所述的丙烯酸酯为环氧丙烯酸单酯或聚酯丙烯酸酯；所述的环氧树脂为四酚基环氧树脂或丙三醇环氧树脂。所述的尼龙微球为尼龙4或尼龙6微球，粒径为0.1～500μm。所述的超短玻纤长度为50～100μm。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。所述的光稳剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或氯化苯并三唑。所述的稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚或三丙二醇二缩水甘油醚；所述的消泡剂为二甲基聚硅氧烷或聚醚硅氧烷；所述的流平剂为有机硅-环氧乙烷共聚物或有机硅-环氧丙烷共聚物。所述的一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料及其制备方法，其特征在于：所述的抗氧剂为四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。所述的阳离子型引发剂为二苯基碘鎓盐或二芳基锍鎓盐；所述的自由基型光聚合引发剂为安息香二甲醚或二苯甲酮。一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)在容器中按配比依次加入丙烯酸酯25～45份、环氧树脂25～45份、尼龙微球5～25份、稀释剂5～25份、消泡剂0.5～2.5份、流平剂0.5～2.5份、阳离子型引发剂1～5份和自由基型光聚合引发剂1～5份并不停搅拌；(2)在上述液体中加入超短玻纤5～25份、偶联剂0.2～1份、光稳剂0.02～0.1份和抗氧剂0.02～0.1份，将上述混合液升温至45℃～85℃并控制冷凝，超声分散10min～30min至均一状态，即制得一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料。本专利技术创新性的以超短玻纤和尼龙微球复配改性液态光敏树脂，制备了用于光固化成型的尼龙微球复合材料，其具有以下有益效果：1、尼龙微球的引入在复合材料中起到缓冲和吸能作用，起到增韧效果，显著提高了复合材料的冲击强度；2、玻纤材料较光敏树脂的尺寸稳定性有较大优势，引入后显著降低了复合材料的收缩率，提高了尺寸稳定性；3、尼龙微球与玻纤材料共同起到耐磨作用，提高了复合材料的耐磨性；4、微球与纤维结构在液相固化过程中起到支撑和框架作用，可以有效提高复合材料的固化效率，加快成行速度；5、制备过程中先将基体溶液搅拌均匀，可以有效保证固化过程中的树脂固化效率；后加入超短玻纤和偶联剂并持续搅拌，可以提高分散相在基体中的均匀分布程度，形成较好的均一相，保证了复合材料性能的稳定性。因此本专利技术所制备的复合材料具有力学强度大、尺寸稳定性好、耐磨性强以及优异的成型速度，同时复合材料综合成本得以削减，此外本专利技术所涉及的生产设备及产品工艺简单，复合材料可直接用于光固化快速成型领域。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ASTMD6110、ASTMD955和ASTMD1242检测复合材料的冲击强度、收缩率和耐磨性，同时记录材料的成型速度。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：环氧丙烯酸单酯25份，四酚基环氧树脂45份，尼龙4微球5份，超短玻纤25份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2份，光稳剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.02份，稀释剂乙二醇二缩水甘油醚5份，消泡剂二甲基聚硅氧烷0.5份，流平剂有机硅-环氧乙烷共聚物0.5份，抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.008份，抗氧剂三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯0.012份，阳离子型引发剂二苯基碘鎓盐1份，自由基型光聚合引发剂安息香二甲醚1份。(2)在容器中按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、尼龙微球、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂并不停搅拌；(3)在上述液体中加入超短玻纤、偶联剂、光稳剂和抗氧剂，将上述混合液升温至45℃并控制冷凝，超声分散10min至均一状态，即制得一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料；(4)所制得复合材料经光固化成型后检测性能。所制备的一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料性能见表一。实施例2(1)按以下比例配备原料：环氧丙烯酸单酯30份，四酚基环氧树脂40份，尼龙4微球10份，超短玻纤20份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4份，光稳剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.04份，稀释剂乙二醇二缩水甘油醚10份，消泡剂二甲基聚硅氧烷1份，流平剂有机硅-环氧乙烷共聚物1份，抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.016份，抗氧剂三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯0.024份，阳离子型引发剂二苯基碘鎓盐2份，自由基型光聚合引发剂安息香二甲醚2份。(2)在容器中按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、尼龙微球、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂并不停搅拌；(3)在上述液体中加入超短玻纤、偶联剂、光稳剂和抗氧剂，将上述混合液升温至55℃并控制冷凝，超声分散15min至均一状态，即制得一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料；(4)所制得复合材料经光固化成型后检测性能。所制备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料，其特征在于：由下述组份按重量份制备而成：丙烯酸酯25～45份，环氧树脂25～45份，尼龙微球5～25份，超短玻纤5～25份，偶联剂0.2～1份，光稳剂0.02～0.1份，稀释剂5～25份，消泡剂0.5～2.5份，流平剂0.5～2.5份，抗氧剂0.02～0.1份，阳离子型引发剂1～5份，自由基型光聚合引发剂1～5份。

【技术特征摘要】
1.一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料，其特征在于：由下述组份按重量份制备而成：丙烯酸酯25～45份，环氧树脂25～45份，尼龙微球5～25份，超短玻纤5～25份，偶联剂0.2～1份，光稳剂0.02～0.1份，稀释剂5～25份，消泡剂0.5～2.5份，流平剂0.5～2.5份，抗氧剂0.02～0.1份，阳离子型引发剂1～5份，自由基型光聚合引发剂1～5份。2.根据权利要求1所述的一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料，其特征在于：所述的丙烯酸酯为环氧丙烯酸单酯或聚酯丙烯酸酯；所述的环氧树脂为四酚基环氧树脂或丙三醇环氧树脂。3.根据权利要求1所述的一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料，其特征在于：所述的尼龙微球为尼龙4或尼龙6微球，粒径为0.1～500μm。4.根据权利要求1所述的一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料，其特征在于：所述的超短玻纤长度为50～100μm。5.根据权利要求1所述的一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料，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。6.根据权利要求1所述的一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料，其特征在于：所述的光稳剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或氯化苯并三唑。7.根据权利要求1所述的一种用于光固化成型的尼龙微球复合材料，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，李枭，姚晨光，李术，
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