本發(fā)明涉及復(fù)合樹脂
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有技術(shù)中，選擇性激光燒結(jié)(Selectivelasersintering,SLS)技術(shù)是一種快速成型(RapidPrototyping,RP)方法。SLS應(yīng)用分層制造思想，通過激光逐層燒結(jié)粉末并疊加成形制件。SLS不需要模具和機(jī)械加工，可直接根據(jù)所設(shè)計(jì)的三維模型加工出任何形狀的零件，而且SLS可以成形多種材料，包括高分子、金屬及陶瓷等。如今，SLS已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，具體應(yīng)用在模具制造、醫(yī)療、建筑、航空航天及武器裝備等高端領(lǐng)域。用于SLS技術(shù)的成形材料有高分子粉末、金屬粉末和陶瓷粉末，高分子粉末與金屬及陶瓷粉末相比，具有成形溫度低、燒結(jié)所需激光功率小、成形精度高等優(yōu)點(diǎn)，是在目前技術(shù)條件下應(yīng)用范圍最廣的選擇性激光燒結(jié)材料。用于SLS的高分子材料主要是熱塑性聚合物，熱塑性聚合物又可分為晶態(tài)和非晶態(tài)兩種。其中，非晶態(tài)聚合物在SLS成形過程中,預(yù)熱溫度不能超過其玻璃化溫度（Tg），否則粉末顆粒會(huì)發(fā)生粘結(jié)、結(jié)塊而失去流動(dòng)性。當(dāng)粉末材料吸收激光能量后,溫度上升到Tg以上而發(fā)生燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)材料的粘度很大，燒結(jié)速度慢，而激光作用的時(shí)間又極短，燒結(jié)進(jìn)行得很不完全，因此，難以制得致密的燒結(jié)件，燒結(jié)件的強(qiáng)度很低。晶態(tài)聚合物，其燒結(jié)溫度在熔融溫度以上，由于在熔融溫度以上晶態(tài)聚合物的熔融粘度低，因而其燒結(jié)速率較高，燒結(jié)件的致密度好，強(qiáng)度較高。目前用于SLS技術(shù)的晶態(tài)聚合物主要是尼龍12(PA12)及其復(fù)合粉末，其燒結(jié)工藝性好，燒結(jié)件的力學(xué)性能優(yōu)良，但是成本很高，市面上用于SLS的尼龍12粉末價(jià)格約為500元/kg；而聚丙烯也是一種晶態(tài)聚合物，也可經(jīng)過SLS工藝制得致密的燒結(jié)件。聚丙烯作為通用塑料，其力學(xué)性能雖稍差于尼龍12，但其價(jià)格遠(yuǎn)低于尼龍12，因此聚丙烯粉末是極具市場(chǎng)價(jià)值的SLS成形材料。但純聚丙烯粉末成形收縮率大，燒結(jié)過程中容易產(chǎn)生翹曲變形，燒結(jié)件的力學(xué)性能也有待提高。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410196598.6的發(fā)明專利公開了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂粉末材料，該粉末材料包括樹脂粉末、碳纖維、抗氧劑、流動(dòng)助劑和分散劑，當(dāng)該增強(qiáng)材料質(zhì)量份數(shù)為100份時(shí)，樹脂粉末質(zhì)量份數(shù)為48-88份，碳纖維質(zhì)量份數(shù)為10-50份，流動(dòng)助劑質(zhì)量份數(shù)為0.2-1份，抗氧劑質(zhì)量份數(shù)為0.5-1.2份，分散劑質(zhì)量份數(shù)為0.2-0.6份。通過在尼龍粉末內(nèi)添加碳纖維并經(jīng)過物理混合改性得到尼龍復(fù)合粉末材料，其燒結(jié)成形件力學(xué)性能有明顯增強(qiáng)。但是上述纖維材料的添加量需要達(dá)到尼龍材料的30wt%左右才有明顯的增強(qiáng)效果，而上述纖維材料的長(zhǎng)徑比大，大量添加后導(dǎo)致復(fù)合粉末的流動(dòng)性下降，且產(chǎn)生明顯的各向異性，燒結(jié)成形件在不同方向上的成形收縮率及力學(xué)性能有明顯的差異，影響了應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種燒結(jié)成形時(shí)收縮力低，力學(xué)性能優(yōu)良，加工性強(qiáng)的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料，由如下重量份數(shù)的原料組成：聚丙烯樹脂80-100份改性鋁粉5-20份溶劑100-2000份抗氧劑0.1-0.5份成核劑0.1-0.5份流動(dòng)助劑0.1-0.5份。本發(fā)明通過利用改性鋁粉與聚丙烯復(fù)合的方式，使聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料具有較低的成形收縮率，并且具有良好的力學(xué)性能，如拉伸強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度等，并且利用成核劑、表面改性劑、流動(dòng)劑等使改性鋁粉在聚丙烯樹脂中處于良好的分散狀態(tài)，加工性強(qiáng)，用于激光燒結(jié)中鋪粉效果良好，沒有出現(xiàn)粘輥和鋪粉不平整的現(xiàn)象，并且燒結(jié)過程中成型件沒有出現(xiàn)翹曲變形，證明極適用于激光燒結(jié)工藝中。其中，所述聚丙烯樹脂的熔融指數(shù)為15-25g/10min。熔融指數(shù)過低，會(huì)降低復(fù)合材料的加工性能，過高則會(huì)影響力學(xué)性能和提高成本，綜合材料的加工性、力學(xué)性和成本，優(yōu)選出該范圍熔融指數(shù)的聚丙烯樹脂。其中，所述改性鋁粉的粒徑為10-50μm。改性鋁粉的粒徑越小，激光燒結(jié)時(shí)收縮率更小，同時(shí)比表面積越大，容易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。綜合上述要素，選取該范圍粒徑的改性鋁粉，能夠使聚丙烯樹脂有效包裹在改性鋁粉表面，使制備出來的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料具有較高的表觀密度。其中，所述溶劑為二甲苯、甲苯、乙醇、環(huán)己酮、環(huán)己烷、乙酸異戊酯、丁酮中的至少一種，所述溶劑的用量為100-2000份。優(yōu)選地，所述溶劑由75-100wt%二甲苯、0-20wt%乙醇和0-5wt%丁酮組成。其中，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、硫代酯類輔助抗氧劑、亞磷酸酯類輔助抗氧劑中的至少一種?？梢詾榭寡鮿?010、抗氧劑1076、抗氧劑CA、抗氧劑168、抗氧劑1098、抗氧劑TNP、抗氧劑624、抗氧劑DLTP、抗氧劑DSTP、抗氧劑DMTP等中的一種或幾種按任意比例的混合物，優(yōu)選地抗氧劑由受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類輔助抗氧劑復(fù)合而成，復(fù)合抗氧劑具有產(chǎn)品開發(fā)周期短，效果好，綜合性能佳等優(yōu)點(diǎn)?？寡鮿┛梢砸种苹驕p緩聚合物的氧化降解過程，從而增強(qiáng)聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料的抗老化性能，延長(zhǎng)使用壽命。其中，所述成核劑為二氧化鈦、二氧化硅、滑石粉、高嶺土、氧化鈣、碳酸鈣、炭黑、云母、聚乙烯基環(huán)己烷、聚乙烯戊烷、乙烯/丙烯酸酯共聚物中的任意一種。優(yōu)選地成核劑為二氧化鈦、二氧化硅、滑石粉、高嶺土、氧化鈣、碳酸鈣、炭黑、云母類無機(jī)成核劑，無機(jī)成核劑具有來源廣、價(jià)格便宜、成核效果好等優(yōu)點(diǎn)。成核劑的添加有利于加快結(jié)晶速率、增加結(jié)晶密度和促使晶粒尺寸微細(xì)化，達(dá)到縮短成型周期、提高制品抗拉強(qiáng)度、剛性、熱變形溫度、抗沖擊性、抗蠕變性等物理機(jī)械性能。所述改性鋁粉通過將表面改性劑和未改性的鋁粉加入乙醇和水的混合溶液中進(jìn)行混合，干燥，球磨，過篩制得，優(yōu)選地，球磨10-20min，過100目篩。利用表面改性劑可以改善改性鋁粉與聚丙烯的相容性，使本發(fā)明的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料能夠兼具樹脂和金屬的特性。更進(jìn)一步地，所述表面改性劑的用量為0.1-0.4重量份，所述表面改性劑為有機(jī)鉻絡(luò)合物、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。表面改性劑的使用可以有目的的改變改性鋁粉表面的物理化學(xué)性能，如表面能、表面潤(rùn)濕性、吸附特性和表面結(jié)構(gòu)，從而有效的增強(qiáng)改性鋁粉的分散性以及聚丙烯和改性鋁粉間的相容性。其中，所述流動(dòng)助劑為納米二氧化硅、納米氧化鋁、納米氧化鈣、納米碳化硅中的至少一種。流動(dòng)助劑的使用可以增強(qiáng)粉末表面的潤(rùn)濕性能，從而增強(qiáng)粉末材料的流動(dòng)性，使其在SLS成型時(shí)鋪粉面更加平整，燒結(jié)件的表面更加光滑。更進(jìn)一步地，本申請(qǐng)的配方體系可根據(jù)性能需求進(jìn)一步加入抗紫外劑、抗菌劑等。本發(fā)明還提供了該聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：A、將改性鋁粉、溶劑、成核劑加入到反應(yīng)釜中，于惰性氣體初始?jí)毫?-2MPa的條件下，攪拌，升溫至155-175℃，保溫30-90min后，降溫，分離出其中所得的固體粉末，經(jīng)過干燥、球磨、過篩后，得到聚丙烯/鋁粉共混粉末；B、往步驟A得到的聚丙烯/鋁粉共混粉末加入抗氧劑、流動(dòng)助劑攪拌混合均勻，過篩，得到所述的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料。優(yōu)選地，步驟A為：將改性鋁粉、溶劑、成核劑加入到反應(yīng)釜中，于惰性氣體初始?jí)毫?-2MPa的條件下，開啟加熱和攪拌，并保持?jǐn)嚢杷俣葹?00r/min，升溫至155-175℃，保溫30-90min后，降溫至30-70℃，開啟排氣閥，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至常壓，取出產(chǎn)物；將產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，并將所得固體烘干40-56小時(shí)后碾磨0.3-0.8小時(shí)，再將球磨后的粉體放入真空烘箱中烘干10-14小時(shí)，得到聚丙烯/鋁粉共混粉末。本發(fā)明的有益效果：1．本發(fā)明制備的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料，可以克服純的聚丙烯粉末材料在成型時(shí)收縮率大、易翹曲變形、成型件韌性差等缺點(diǎn)，另外聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料可用于制造類金屬件，在保證成型件優(yōu)良力學(xué)性能和成型效果的同時(shí)，可以提高成型件的導(dǎo)熱系數(shù)，使成型件有金屬質(zhì)感。2．本發(fā)明采用溶劑沉淀法制聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料，比常規(guī)的低溫粉碎法效率更高，粉末的粒徑分布也更窄，同時(shí)粉末的球形度更高，流動(dòng)性更好，堆積密度更大，且該方法所使用的溶劑可以回收重復(fù)利用，因此該方法可以在節(jié)約成本的同時(shí)進(jìn)行較大規(guī)模的生產(chǎn)；3．本發(fā)明采用溶劑沉淀法制備聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了兩種不同相粉末間復(fù)合的一步到位，與常用的兩步法：即先制備兩種粉體，再進(jìn)行機(jī)械高速共混法相比相比，該方法制備的復(fù)合粉末兩相間的結(jié)合更加密切，分布更加均勻，克服了兩步法中相與相間分布不勻而使制件存在缺陷的問題；4．本發(fā)明中使用表面改性劑對(duì)鋁粉進(jìn)行表面處理，大大改善了鋁粉和聚丙烯表面的相容性，解決了單純物理共混方法中鋁粉團(tuán)聚嚴(yán)重、分散差等問題，使聚丙烯樹脂可以很好地包覆在改性鋁粉表面。具體實(shí)施方式結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1一種用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯/鋁粉共混粉末材料，其原料包括如下組分：聚丙烯樹脂、改性鋁粉、溶劑、抗氧劑、成核劑、流動(dòng)助劑，原料中各組分按重量份數(shù)計(jì)為：聚丙烯樹脂95份，改性鋁粉5份，溶劑二甲苯1500份，抗氧劑10100.1份，成核劑二氧化鈦0.1份，流動(dòng)助劑白炭黑0.1份。該實(shí)例的改性鋁粉未進(jìn)行表面改性劑處理。上述用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯粉末材料的制備方法，包括以下步驟：A.聚丙烯/鋁粉共混粉末材料的制備：將上述聚丙烯樹脂，改性鋁粉，二甲苯，二氧化鈦，加入反應(yīng)釜中，密閉反應(yīng)釜，帶上加熱夾套并充入氮?dú)馀疟M空氣，保持壓力為常壓，開啟加熱和攪拌，并保持?jǐn)嚢杷俣葹?00r/min，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度逐步升高至160℃，并保持30min；待反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉攪拌、加熱，取下加熱夾套，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度在自然狀態(tài)下冷卻至50℃，開啟排氣閥，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至常壓，取出產(chǎn)物；將產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，并將所得固體烘干48小時(shí)后碾磨0.5小時(shí)，再將球磨后的粉體放入真空烘箱中烘干12小時(shí)；B.共混：將步驟B所得的聚丙烯/鋁粉共混粉末與抗氧劑1010、流動(dòng)助劑納米二氧化硅加入到高速混合機(jī)中混合20分鐘，通過100目分樣篩，得到所需要的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料；并使用激光粒度分析儀、休止角測(cè)定儀、表觀密度測(cè)定儀、光學(xué)顯微鏡對(duì)所制備復(fù)合粉末的粒徑分布、流動(dòng)性、表觀密度、球形度等物理性能進(jìn)行分析；然后用熱壓機(jī)將粉末制成樣條，再按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-2006和GB/T1843-2008進(jìn)行力學(xué)性能的測(cè)試。實(shí)施例2一種用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯/鋁粉共混粉末材料，其原料包括如下組分：聚丙烯樹脂、改性鋁粉、溶劑、抗氧劑、成核劑、流動(dòng)助劑，原料中各組分按重量份數(shù)計(jì)為：聚丙烯樹脂95份，改性鋁粉5份，溶劑二甲苯1500份，抗氧劑10100.1份，成核劑二氧化鈦0.1份，流動(dòng)助劑白炭黑0.1份，表面改性劑0.05份。所述改性鋁粉經(jīng)過如下表面處理步驟：用量筒按19:1的體積比量取無水乙醇、蒸餾水制成乙醇/蒸餾水混合溶液，再將硅烷偶聯(lián)劑KH570加入到上述乙醇/蒸餾水混合溶液中，質(zhì)量濃度為0.25g/ml，充分?jǐn)嚢?，待偶?lián)劑溶解完全后加入到裝有未改性鋁粉的燒杯中；用玻璃棒充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，然后將混合好的鋁粉放在烘箱中烘干，再球磨15min，過100目篩，制得經(jīng)表面處理的改性鋁粉。上述用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯粉末材料的制備方法，包括以下步驟：A．聚丙烯/鋁粉共混粉末材料的制備：將上述聚丙烯樹脂、經(jīng)表面處理的改性鋁粉、二甲苯、二氧化鈦加入到反應(yīng)釜中，密閉反應(yīng)釜，帶上加熱夾套并充入氮?dú)馀疟M空氣，保持壓力為常壓，開啟加熱和攪拌，并保持?jǐn)嚢杷俣葹?50r/min，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度逐步升高至175℃，并保持60min；待反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉攪拌、加熱，取下加熱夾套，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度在自然狀態(tài)下冷卻至50℃，開啟排氣閥，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至常壓，取出產(chǎn)物；將產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，并將所得固體烘干48小時(shí)后碾磨0.5小時(shí)，再將球磨后的粉體放入真空烘箱中烘干12小時(shí)；B．共混：將步驟A所得的聚丙烯/鋁粉共混粉末與抗氧劑1010、流動(dòng)助劑納米二氧化硅加入到高速混合機(jī)中混合20分鐘，通過100目分樣篩，得到所需要的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料；并使用激光粒度分析儀、休止角測(cè)定儀、表觀密度測(cè)定儀、光學(xué)顯微鏡對(duì)所制備復(fù)合粉末的粒徑分布、流動(dòng)性、表觀密度、球形度等物理性能進(jìn)行分析；然后用熱壓機(jī)將粉末制成樣條，再按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-2006和GB/T1843-2008進(jìn)行力學(xué)性能的測(cè)試。實(shí)施例3一種用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯/鋁粉共混粉末材料，其原料包括如下組分：聚丙烯樹脂、改性鋁粉、溶劑、抗氧劑、成核劑、流動(dòng)助劑，原料中各組分按重量份數(shù)計(jì)為：聚丙烯樹脂90份，改性鋁粉10份，溶劑二甲苯1500份，抗氧劑10760.2份，成核劑二氧化硅0.1份，流動(dòng)助劑納米氧化鋁0.2份，表面改性劑0.1份。所述改性鋁粉經(jīng)過如下表面處理步驟：用量筒按19:1的體積比量取無水乙醇、蒸餾水制成乙醇/蒸餾水混合溶液，再將硅烷偶聯(lián)劑KH570加入到上述乙醇/蒸餾水混合溶液中，質(zhì)量濃度為0.25g/ml，充分?jǐn)嚢?，待偶?lián)劑溶解完全后加入到裝有未改性鋁粉的燒杯中；用玻璃棒充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，然后將混合好的鋁粉放在烘箱中烘干，再球磨15min，過100目篩，制得經(jīng)表面處理的改性鋁粉。上述用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯粉末材料的制備方法，包括以下步驟：A．聚丙烯/鋁粉共混粉末材料的制備：將上述稱取聚丙烯樹脂、經(jīng)表面處理的改性鋁粉、二甲苯、二氧化硅加入到反應(yīng)釜中，密閉反應(yīng)釜，帶上加熱夾套并充入氮?dú)馀疟M空氣，保持壓力為0.3MPa，開啟加熱和攪拌，并保持?jǐn)嚢杷俣葹?50r/min，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度逐步升高至155℃，并保持90min；待反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉攪拌、加熱，取下加熱夾套，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度在自然狀態(tài)下冷卻至40℃，開啟排氣閥，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至常壓，取出產(chǎn)物；將產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，并將所得固體烘干50小時(shí)后碾磨0.5小時(shí)，再將球磨后的粉體放入真空烘箱中烘干14小時(shí)；B．共混：將步驟A所得的聚丙烯/鋁粉共混粉末與抗氧劑1076、流動(dòng)助劑納米氧化鋁加入到高速混合機(jī)中混合30分鐘，通過100目分樣篩，得到所需要的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料；并使用激光粒度分析儀、休止角測(cè)定儀、表觀密度測(cè)定儀、光學(xué)顯微鏡對(duì)所制備復(fù)合粉末的粒徑分布、流動(dòng)性、表觀密度、球形度等物理性能進(jìn)行分析；然后用熱壓機(jī)將粉末制成樣條，再按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-2006和GB/T1843-2008進(jìn)行力學(xué)性能的測(cè)試。實(shí)施例4一種用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯/鋁粉共混粉末材料，其原料包括如下組分：聚丙烯樹脂、改性鋁粉、溶劑、抗氧劑、成核劑、流動(dòng)助劑，原料中各組分按重量份數(shù)計(jì)為：聚丙烯樹脂80份，改性鋁粉20份，溶劑二甲苯1425份，無水乙醇75份，抗氧劑10980.3份，成核劑滑石粉0.2份，流動(dòng)助劑納米二氧化硅0.2份。所述改性鋁粉經(jīng)過如下表面處理步驟：用量筒按19:1的體積比量取無水乙醇、蒸餾水制成乙醇/蒸餾水混合溶液，再將硅烷偶聯(lián)劑KH570加入到上述乙醇/蒸餾水混合溶液中，質(zhì)量濃度為0.25g/ml，充分?jǐn)嚢?，待偶?lián)劑溶解完全后加入到裝有未改性鋁粉的燒杯中；用玻璃棒充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆颍缓髮⒒旌虾玫匿X粉放在烘箱中烘干，再球磨15min，過100目篩，制得經(jīng)表面處理的改性鋁粉。上述用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯粉末材料的制備方法，包括以下步驟：A．聚丙烯/鋁粉共混粉末材料的制備：將上述聚丙烯樹脂、經(jīng)表面處理的改性鋁粉、二甲苯、無水乙醇、滑石粉加入到反應(yīng)釜中，密閉反應(yīng)釜，帶上加熱夾套并充入氮?dú)馀疟M空氣，保持壓力為0.6MPa，開啟加熱和攪拌，并保持?jǐn)嚢杷俣葹?00r/min，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度逐步升高至160℃，并保持30min；待反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉攪拌、加熱，取下加熱夾套，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度在自然狀態(tài)下冷卻至50℃，開啟排氣閥，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至常壓，取出產(chǎn)物；將產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，并將所得固體烘干46小時(shí)后碾磨0.4小時(shí)，再將球磨后的粉體放入真空烘箱中烘干10小時(shí)；B．共混：將步驟A所得的聚丙烯/鋁粉共混粉末與抗氧劑1098、流動(dòng)助劑納米二氧化硅加入到高速混合機(jī)中混合20分鐘，通過100目分樣篩，得到所需要的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料；并使用激光粒度分析儀、休止角測(cè)定儀、表觀密度測(cè)定儀、光學(xué)顯微鏡對(duì)所制備復(fù)合粉末的粒徑分布、流動(dòng)性、表觀密度、球形度等物理性能進(jìn)行分析；然后用熱壓機(jī)將粉末制成樣條，再按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-2006和GB/T1843-2008進(jìn)行力學(xué)性能的測(cè)試。實(shí)施例5一種用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯/鋁粉共混粉末材料，其原料包括如下組分：聚丙烯樹脂、改性鋁粉、溶劑、抗氧劑、成核劑、流動(dòng)助劑，原料中各組分按重量份數(shù)計(jì)為：聚丙烯樹脂80份，改性鋁粉20份，溶劑二甲苯1350份，無水乙醇150份，抗氧劑DMTP0.4份，成核劑碳酸鈣0.3份，流動(dòng)助劑納米碳化硅0.3份，表面改性劑0.2份。所述改性鋁粉經(jīng)過如下表面處理步驟：用量筒按19:1的體積比量取無水乙醇、蒸餾水制成乙醇/蒸餾水混合溶液，再將硅烷偶聯(lián)劑KH570加入到上述乙醇/蒸餾水混合溶液中，質(zhì)量濃度為0.25g/ml，充分?jǐn)嚢?，待偶?lián)劑溶解完全后加入到裝有未改性鋁粉的燒杯中；用玻璃棒充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，然后將混合好的鋁粉放在烘箱中烘干，再球磨15min，過100目篩，制得經(jīng)表面處理的改性鋁粉。上述用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯粉末材料的制備方法，包括以下步驟：A．聚丙烯/鋁粉共混粉末材料的制備：稱取聚丙烯樹脂、經(jīng)表面處理的改性鋁粉、二甲苯、無水乙醇、碳酸鈣加入到反應(yīng)釜中，密閉反應(yīng)釜，帶上加熱夾套并充入氮?dú)馀疟M空氣，保持壓力為0.6MPa，開啟加熱和攪拌，并保持?jǐn)嚢杷俣葹?00r/min，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度逐步升高至160℃，并保持30min；待反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉攪拌、加熱，取下加熱夾套，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度在自然狀態(tài)下冷卻至50℃，開啟排氣閥，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至常壓，取出產(chǎn)物；將產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，并將所得固體烘干48小時(shí)后碾磨0.5小時(shí)，再將球磨后的粉體放入真空烘箱中烘干12小時(shí)；B．共混：將步驟B所得的聚丙烯/鋁粉共混粉末與抗氧劑DMTP、流動(dòng)助劑納米碳化硅加入到高速混合機(jī)中混合20分鐘，通過100目分樣篩，得到所需要的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料；并使用激光粒度分析儀、休止角測(cè)定儀、表觀密度測(cè)定儀、光學(xué)顯微鏡對(duì)所制備復(fù)合粉末的粒徑分布、流動(dòng)性、表觀密度、球形度等物理性能進(jìn)行分析；然后用熱壓機(jī)將粉末制成樣條，再按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-2006和GB/T1843-2008進(jìn)行力學(xué)性能的測(cè)試。實(shí)施例6一種用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯/鋁粉共混粉末材料，其原料包括如下組分：聚丙烯樹脂、改性鋁粉、溶劑、抗氧劑、成核劑、流動(dòng)助劑，原料中各組分按重量份數(shù)計(jì)為：聚丙烯樹脂80份，改性鋁粉20份，溶劑二甲苯1425份，無水乙醇75份，抗氧劑6240.4份，成核劑氧化鈣0.3份，流動(dòng)助劑納米二氧化硅0.5份。所述改性鋁粉經(jīng)過如下表面處理步驟：用量筒按19:1的體積比量取無水乙醇、蒸餾水制成乙醇/蒸餾水混合溶液，再將硅烷偶聯(lián)劑KH570加入到上述乙醇/蒸餾水混合溶液中，質(zhì)量濃度為0.25g/ml，充分?jǐn)嚢?，待偶?lián)劑溶解完全后加入到裝有未改性鋁粉的燒杯中；用玻璃棒充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，然后將混合好的鋁粉放在烘箱中烘干，再球磨15min，過100目篩，制得經(jīng)表面處理的改性鋁粉。上述用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯粉末材料的制備方法，包括以下步驟：A．聚丙烯/鋁粉共混粉末材料的制備：將上述聚丙烯樹脂、經(jīng)表面處理的改性鋁粉、二甲苯、無水乙醇、氧化鈣加入到反應(yīng)釜中，密閉反應(yīng)釜，帶上加熱夾套并充入氮?dú)馀疟M空氣，保持壓力為0.6MPa，開啟加熱和攪拌，并保持?jǐn)嚢杷俣葹?00r/min，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度逐步升高至160℃，并保持30min；待反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉攪拌、加熱，取下加熱夾套，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度在自然狀態(tài)下冷卻至50℃，開啟排氣閥，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至常壓，取出產(chǎn)物；將產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，并將所得固體烘干48小時(shí)后碾磨0.5小時(shí)，再將球磨后的粉體放入真空烘箱中烘干12小時(shí)；B．共混：將步驟B所得的聚丙烯/鋁粉共混粉末與抗氧劑168、流動(dòng)助劑納米二氧化硅加入到高速混合機(jī)中混合20分鐘，通過100目分樣篩，得到所需要的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料；并使用激光粒度分析儀、休止角測(cè)定儀、表觀密度測(cè)定儀、光學(xué)顯微鏡對(duì)所制備復(fù)合粉末的粒徑分布、流動(dòng)性、表觀密度、球形度等物理性能進(jìn)行分析；然后用熱壓機(jī)將粉末制成樣條，再按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-2006和GB/T1843-2008進(jìn)行力學(xué)性能的測(cè)試。實(shí)施例7一種用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯/鋁粉共混粉末材料，其原料包括如下組分：聚丙烯樹脂、改性鋁粉、溶劑、抗氧劑、成核劑、流動(dòng)助劑，原料中各組分按重量份數(shù)計(jì)為：聚丙烯樹脂100份，改性鋁粉10份，溶劑二甲苯750份，無水乙醇200份，二丁酮50份，抗氧劑6240.5份，成核劑氧化鈣0.5份，流動(dòng)助劑納米二氧化硅0.3份，表面改性劑0.4份。所述改性鋁粉經(jīng)過如下表面處理步驟：用量筒按19:1的體積比量取無水乙醇、蒸餾水制成乙醇/蒸餾水混合溶液，再將硅烷偶聯(lián)劑KH570加入到上述乙醇/蒸餾水混合溶液中，質(zhì)量濃度為0.30g/ml，充分?jǐn)嚢?，待偶?lián)劑溶解完全后加入到裝有未改性鋁粉的燒杯中；用玻璃棒充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，然后將混合好的鋁粉放在烘箱中烘干，再球磨15min，過100目篩，制得經(jīng)表面處理的改性鋁粉。上述用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯粉末材料的制備方法，包括以下步驟：C．聚丙烯/鋁粉共混粉末材料的制備：將上述聚丙烯樹脂、經(jīng)表面處理的改性鋁粉、二甲苯、無水乙醇、氧化鈣加入到反應(yīng)釜中，密閉反應(yīng)釜，帶上加熱夾套并充入氮?dú)馀疟M空氣，保持壓力為0.6MPa，開啟加熱和攪拌，并保持?jǐn)嚢杷俣葹?00r/min，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度逐步升高至160℃，并保持30min；待反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉攪拌、加熱，取下加熱夾套，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度在自然狀態(tài)下冷卻至50℃，開啟排氣閥，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至常壓，取出產(chǎn)物；將產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，并將所得固體烘干48小時(shí)后碾磨0.5小時(shí)，再將球磨后的粉體放入真空烘箱中烘干12小時(shí)；D．共混：將步驟B所得的聚丙烯/鋁粉共混粉末與抗氧劑168、流動(dòng)助劑納米二氧化硅加入到高速混合機(jī)中混合20分鐘，通過100目分樣篩，得到所需要的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料；并使用激光粒度分析儀、休止角測(cè)定儀、表觀密度測(cè)定儀、光學(xué)顯微鏡對(duì)所制備復(fù)合粉末的粒徑分布、流動(dòng)性、表觀密度、球形度等物理性能進(jìn)行分析；然后用熱壓機(jī)將粉末制成樣條，再按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-2006和GB/T1843-2008進(jìn)行力學(xué)性能的測(cè)試。實(shí)施例8一種用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯/鋁粉共混粉末材料，其原料包括如下組分：聚丙烯樹脂、改性鋁粉、溶劑、抗氧劑、成核劑、流動(dòng)助劑，原料中各組分按重量份數(shù)計(jì)為：聚丙烯樹脂100份，改性鋁粉20份，溶劑環(huán)己酮1500份，環(huán)己烷400份，乙酸異戊酯100份，抗氧劑6240.5份，成核劑氧化鈣0.5份，流動(dòng)助劑納米二氧化硅0.5份，表面改性劑0.4份。所述改性鋁粉經(jīng)過如下表面處理步驟：用量筒按15:1的體積比量取無水乙醇、蒸餾水制成乙醇/蒸餾水混合溶液，再將硅烷偶聯(lián)劑KH570加入到上述乙醇/蒸餾水混合溶液中，質(zhì)量濃度為0.20g/ml，充分?jǐn)嚢?，待偶?lián)劑溶解完全后加入到裝有未改性鋁粉的燒杯中；用玻璃棒充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，然后將混合好的鋁粉放在烘箱中烘干，再球磨15min，過100目篩，制得經(jīng)表面處理的改性鋁粉。上述用于選擇性激光燒結(jié)的聚丙烯粉末材料的制備方法，包括以下步驟：E．聚丙烯/鋁粉共混粉末材料的制備：將上述聚丙烯樹脂、經(jīng)表面處理的改性鋁粉、二甲苯、無水乙醇、氧化鈣加入到反應(yīng)釜中，密閉反應(yīng)釜，帶上加熱夾套并充入氮?dú)馀疟M空氣，保持壓力為0.6MPa，開啟加熱和攪拌，并保持?jǐn)嚢杷俣葹?00r/min，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度逐步升高至160℃，并保持30min；待反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉攪拌、加熱，取下加熱夾套，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度在自然狀態(tài)下冷卻至50℃，開啟排氣閥，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至常壓，取出產(chǎn)物；將產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，并將所得固體烘干48小時(shí)后碾磨0.5小時(shí)，再將球磨后的粉體放入真空烘箱中烘干12小時(shí)；F．共混：將步驟B所得的聚丙烯/鋁粉共混粉末與抗氧劑168、流動(dòng)助劑納米二氧化硅加入到高速混合機(jī)中混合20分鐘，通過100目分樣篩，得到所需要的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料；并使用激光粒度分析儀、休止角測(cè)定儀、表觀密度測(cè)定儀、光學(xué)顯微鏡對(duì)所制備復(fù)合粉末的粒徑分布、流動(dòng)性、表觀密度、球形度等物理性能進(jìn)行分析；然后用熱壓機(jī)將粉末制成樣條，再按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-2006和GB/T1843-2008進(jìn)行力學(xué)性能的測(cè)試。對(duì)比例：本對(duì)比例中原料中各組分按重量份數(shù)計(jì)為：聚丙烯樹脂80份，改性鋁粉20份，溶劑二甲苯1200份，二氧化鈦0.08份，抗氧劑10100.08份，流動(dòng)助劑納米二氧化硅0.08份。A.聚丙烯粉末材料的制備：稱取聚丙烯樹脂40g，二甲苯600ml，二氧化鈦0.04g，加入到反應(yīng)釜中，密閉反應(yīng)釜，帶上加熱夾套并充入氮?dú)馀疟M空氣，保持壓力為常壓，開啟加熱和攪拌，并保持?jǐn)嚢杷俣葹?00r/min，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度逐步升高至160℃，并保持30min；待反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉攪拌、加熱，取下加熱夾套，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度在自然狀態(tài)下冷卻至50℃，開啟排氣閥，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力降至常壓，取出產(chǎn)物；將產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，并將所得固體烘干48小時(shí)后碾磨0.5小時(shí)，再將球磨后的粉體放入真空烘箱中烘干12小時(shí)；B.共混：將步驟A所得的聚丙烯粉末與抗氧劑1010、流動(dòng)助劑納米二氧化硅加入到高速混合機(jī)中混合20分鐘，通過100目分樣篩，得到所需要的聚丙烯粉末材料；并使用激光粒度分析儀、休止角測(cè)定儀、表觀密度測(cè)定儀、光學(xué)顯微鏡對(duì)所制備粉末的粒徑分布、流動(dòng)性、表觀密度、球形度等物理性能進(jìn)行分析；然后用熱壓機(jī)將粉末制成樣條，再按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-2006和GB/T1843-2008進(jìn)行力學(xué)性能的測(cè)試。實(shí)例1-8及對(duì)比例的物理性能以及力學(xué)性能參數(shù)如表1所示：表1由上述測(cè)試結(jié)果可以得到以下結(jié)論：與對(duì)比例相比，加入改性鋁粉后，粉末的表觀密度也得到增大，而粒徑減小，同時(shí)粉末所制得試樣的沖擊強(qiáng)度有所降低，但拉伸強(qiáng)度卻有所增大，使用KH570做表面改性劑時(shí)，增大效果最佳；實(shí)施例4、5、6相互對(duì)比可知，使用偶聯(lián)劑KH570對(duì)改性鋁粉進(jìn)行表面處理時(shí)，處理效果最佳，所制得粉末的表觀密度最大；實(shí)施例2、3、4相互對(duì)比可知，隨著改性鋁粉加入量的增加，粉末的表觀密度會(huì)進(jìn)一步的增大，粒徑進(jìn)一步的減小，同時(shí)拉伸強(qiáng)度也會(huì)有所增加，但是沖擊強(qiáng)度卻有小幅減小。改性鋁粉添加量如聚丙烯樣條收縮率的關(guān)系如表2所示：表2改性鋁粉含量（占改性鋁粉和聚丙烯樹脂之和的重量比）0%5%10%20%收縮率（%）1.321.281.121.00由上述測(cè)試結(jié)果可以得到以下結(jié)論：與改性鋁粉復(fù)合可以有效地減小聚丙烯的收縮率，并且改性鋁粉的含量越高，制得樣條的收縮率越小。應(yīng)用例將本發(fā)明所制備的聚丙烯/鋁粉復(fù)合材料在選擇性激光燒結(jié)設(shè)備上進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn)：在預(yù)熱溫度為155℃時(shí)，鋪粉效果良好，沒有出現(xiàn)粘輥和鋪粉不平整的現(xiàn)象；在掃描速度為3000mm/s、掃描間距為0.3mm、激光功率為15W的工藝條件下可以燒結(jié)成型，并且燒結(jié)過程中成型件沒有出現(xiàn)翹曲變形，證明本發(fā)明所述復(fù)合粉末材料可用于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變換，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3