選擇性激光燒結快速成形pp復合材料及制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于選擇性激光燒結PP復合粉末材料，并提供了該PP復合粉末材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]PP粉末材料是選擇性激光燒結(Selective Laser Sintering，簡稱SLS)使用最為廣泛的一種高分子材料。可應用于航空、航天、機械制造、藝術品制造等行業。為進一步改善SLS制品的性能，需要對PP材料進行改性，以提高其強度、韌性及成型效果。
[0003]對PP的改性，與其他高分子材料一樣，常以無機填料如碳酸鈣、高嶺土、水滑石、S12等為主，采用插層法進行改性。
[0004]近二十年來，聚合物/無機納米復合材料的研宄受到了人們的關注。其中，有關聚合物/水滑石納米復合材料的研宄近幾年才出現，這其中大多數都是水溶性聚合物體系，只有少數是非水溶性聚合物體系。PP/水滑石納米復合材料在物理結構上與聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料相似，當以聚合物為基體時，材料的力學性能有望得到較大提高。除此之外，更為重要的是由于水滑石化學組成的多變性，可以制備適合于各種用途的聚合物/水滑石復合材料。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種用于選擇性激光燒結用PP復合材料，該材料在保證優良力學性能及成型效果的同時，改善SLS制件綜合性能。
[0006]本發明的另一目的在于提供上述PP復合材料的制備方法。
[0007]本發明提供的一種用于選擇性激光燒結的PP復合材料，是由以下組分組成的:PP，無機填料，表面改性劑，光吸收劑，流動助劑，抗氧劑；各組分按下述重量份數配比:
[0008]PP 45-89
[0009]無機填料5-15
[0010]表面改性劑5-30
[0011]光吸收劑0.4-5
[0012]流動助劑0.1-3
[0013]抗氧劑0.5-2
[0014]上述PP為通用型PP。
[0015]上述無機填料為水滑石、碳酸鈣、蒙脫土，優選為水滑石。
[0016]上述表面改性劑為聚磷酸銨(APP)、三聚氰胺(MEL)、氯磺化聚丙烯、PP-g-MAH中的一種或幾種。
[0017]上述光吸收劑為二苯甲酮類、苯并三唑類、受阻胺類；其中二苯甲酮類光吸收劑優選為2，4- 二羥基二苯酮、2- 二羥基-4-甲氧基二苯酮、2-羥基-4-辛氧基二苯酮的一種或幾種。
[0018]上述流動助劑為為納米二氧化硅、納米氧化鋁、納米氧化鈣中的一種或幾種。
[0019]上述抗氧化劑為受阻酚類抗氧劑，受阻酚類抗氧劑優選為對羥基苯甲醚、對苯二酚、2，6-二叔基對苯甲酚、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯、2，6-二叔丁基-4-甲基-苯酚、2，2'-雙(4-甲基-6-叔丁基-苯酚)甲烷中的一種或幾種。
[0020]按照上述各組分配比，按以下步驟制備用于選擇性激光燒結的PP復合粉末材料: A.無機填料表面改性:在混合釜中，將50%工業酒精加入無機填料中，升溫至70°C，攪拌2h ;再加入一定量表面改性劑，加少量水，用氫氧化鈉調節pH = 9 ;在70°C下，攪拌8h，冷卻，靜置12h。過濾，用50%工業酒精洗凈。60°C真空干燥至恒重，研磨制得到表面改性的無機填料。B.PP復合改性:將PP、改性無機填料按一定比例混均，經雙螺桿擠出，造粒；再經塑料磨粉機磨粉，通過150目篩，制得PP復合改性材料。
C.共混:將制備的PP復合改性材料加至混合攪拌器內，再添加光吸收劑、流動助劑、抗氧劑，攪拌均勻，通過120目篩，制得所述的基于選擇性激光燒結的PP復合粉末材料。
[0021]將所制得的PP復合粉末材料用于SLS成形設備AMA600成形，所得成形制件按ASTM標準進行性能測試。
具體實施方法
[0022]實施例1 (PP/APP/LDH = PP/5/5)
[0023]A.在混合釜中，加50%工業酒精10Kg，水滑石1000g，升溫至70°C，攪拌2h ;再加入聚磷酸銨(APP) 1000g，加少量水，用氫氧化鈉調節pH = 9 ;再加熱至70°C，攪拌8h，冷卻，靜置12h。過濾，用50%工業酒精洗凈。60°C真空干燥至恒重，研磨制得到表面改性的無機填料。
[0024]B.PP復合改性:PP8800g、表面改性無機填料1000g，混均。經雙螺桿擠出，造粒；再經塑料磨粉機磨粉，通過150目篩，制得PP復合改性材料。
[0025]C.共混:將制備的PP復合改性材料加至混合攪拌器內，再添加光吸收劑2，4- 二輕基二苯酮50g、流動助劑納米氧化1? 100g、抗氧劑對輕基苯甲醚50g，攪拌均勾，通過120目篩，制得所述的基于選擇性激光燒結的PP復合粉末材料。
[0026]在SLS成形設備AMA600上成形上述所得PP粉末材料，制備工藝參數為:激光功率50W，掃描速度2000mm/s，燒結間距0.1mm，燒結層厚度0.1mm，預熱溫度170°C ;將所得SLS成形件按ASTM標準進行性能測試。拉伸強度46Pa，彎曲強度41MPa，沖擊強度7300J/m2，維卡溫度52 °C。
[0027]實施例2 (PP/APP/LDH = PP/5/5)
[0028]A.在混合釜中，加50%工業酒精10Kg，水滑石1000g，升溫至70°C，攪拌2h ;再加入聚磷酸銨(APP) 1000g，加少量水，用氫氧化鈉調節pH = 9 ;再加熱至70°C，攪拌8h，冷卻，靜置12h。過濾，用50%工業酒精洗凈。60°C真空干燥至恒重，研磨制得到表面改性的無機填料。
[0029]B.PP復合改性:PP8700g、表面改性無機填料1000g，混均。經雙螺桿擠出，造粒；再經塑料磨粉機磨粉，通過150目篩，制得PP復合改性材料。
[0030]C.共混:將制備的PP復合改性材料加至混合攪拌器內，再添加光吸收劑2，4- 二輕基二苯酮50g、流動助劑納米氧化1? 200g、抗氧劑對輕基苯甲醚50g，攪拌均勾，通過120目篩，制得所述的基于選擇性激光燒結的PP復合粉末材料。
[0031]在SLS成形設備AMA600上成形上述所得PP粉末材料，制備工藝參數為:激光功率50W，掃描速度2000mm/s，燒結間距0.1mm，燒結層厚度0.1mm，預熱溫度170°C ;將所得SLS成形件按ASTM標準進行性能測試。拉伸強度47Pa，彎曲強度40.6MPa，沖擊強度7270J/m2，維卡溫度53 °C。
[0032]實施例3 (PP/APP/LDH = PP/10/5)
[0033]A.在混合釜中，加50%工業酒精10Kg，水滑石500g，升溫至70°C，攪拌2h ;再加入聚磷酸銨(APP) 1000g，加少量水，用氫氧化鈉調節pH = 9 ;再加熱至70°C，攪拌8h，冷卻，靜置12h。過濾，用50%工業酒精洗凈。60°C真