[发明专利]一种用于SLS的硅橡胶复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料加工技术领域，具体涉及一种用于SLS的硅橡胶复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering)，它是以计算机三维设计模型为蓝本，运用金属粉末、陶瓷粉末、聚合物粉末材料通过逐层打印、叠加成型得到产品的一种新型加工成型技术。具有无需支撑结构、打印制件强度高等优点。

选择性激光烧结工艺是应用最为广泛的3D打印技术，其基本思想由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1986年提出，并于1989年成功研制出选择性激光烧结工艺。该工艺是发展最快、最为成功且已经商业化的3D打印方法，采用该技术不仅可以制造出精确的模型和原形，还可以成形具有可靠结构的金属零件作为直接功能件使用。选择性激光烧结技术具有诸多优点，如粉末选材广泛、适用性广、制造工艺比较简单、成形精度高、无需支撑结构、可直接烧结零件，因此在现代制造业中受到越来越广泛的重视。

然而，选择性激光烧结工艺的最大问题是可供烧结的聚合物材料十分有限，而且价格相对较昂贵，因此开发新的聚合物材料适用于选择性激光烧结是十分有必要的。市场上可以用于激光烧结的聚合物材料很少，目前应用最广的为尼龙类材料，包括尼龙12、尼龙11、尼龙6等，占95％以上，而其他可用于激光烧结的聚合物材料如聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚醚醚酮等应用较少。同时这些材料通过选择性激光烧结工艺得到的制品的性能与传统加工工艺，例如注塑、挤出和铸造得到的制品的性能相比还有较大的差距，而且成本要高得多，所以以选择性激光烧结工艺为主的3D打印技术还并未用于产品的工业化生产。

另外，目前应用尼龙-12为主的聚合物材料经激光烧结得到的均为刚性制品，其硬度大，柔性差。因此如果能够开发出一种新的能用于SLS成型加工的柔性材料，将大大拓宽以激光烧结为主的3D打印技术的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于SLS的硅橡胶复合材料及其制备方法和应用，其特点是该硅橡胶复合材料能用于SLS 3D打印，打印制品具有良好的导电性能和电磁性能，硅橡胶具有良好的柔韧性，其成功用于3D打印拓宽了3D打印的应用范围。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于SLS的硅橡胶复合材料，包括以下原料以重量份计：

进一步地，所述导电填料为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、碳黑、金纳米线、银纳米线、铜纳米线中的任一种。

进一步地，所述光稳定剂为2,4-二羧基二苯甲酮、5-氯化苯并三唑、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6－四甲基－4－哌啶基)癸二酸酯、(a,a-二甲基苯基)苯并三唑中的任一种。

进一步地，所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、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、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种。

进一步地，所述流动改性剂为二烯丙基双酚A、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、二乙二醇二苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、丙二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯、皮脂酸二辛酯中的任一种。

一种如上述用于SLS的硅橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：将硅橡胶、无机填料、光稳定剂、抗氧剂和流动改性剂剂混合均匀，并制备成粉末，得到硅橡胶复合材料，其粉末材料的平均粒径为10～150μm。

进一步地，所述粉末是通过机械研磨法、冷冻粉碎法、溶剂沉淀法或喷雾干燥法中的任一种方法进行制备得到。