[发明专利]一种选择性激光烧结用玻璃纤维增强型尼龙粉末材料及其制造方法

说明书

本发明公开了一种选择性激光烧结用玻璃纤维增强型尼龙粉末材料及其制造方法，该玻纤尼龙的每个聚合团都具体由内核、多孔层及表层三层结构组成，内核是经水：乙醇：苯混合液共沸蒸馏去除硅羟基后又经六甲基二硅氧烷改性的粒径2μm‑8μm的二氧化硅微粉；多孔层是3‑氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂与二氧化硅微粉偶联并同时与本体的二氧化硅即化学意义上的硅酸酐反应后形成的双羧基鳌合结构，该鳌合结构外沿鳌合的是铁与镍按质量比4：1组合的金属；表层为添加有2,8一二叔丁基‑4一甲基苯酚和二硬脂基季戊四醇双亚磷酸酯抗氧剂的尼龙12。本发明自形核、界面烧结性好、烧结后整体延伸率好、玻纤与尼龙结合性好、烧结工艺控制难度低。

技术领域

本发明涉及化工复合材料技术领域，尤其涉及一种选择性激光烧结用玻璃纤维增强型尼龙粉末材料及其制造方法。

背景技术

尼龙12，即聚十二内酰胺，又称聚月桂内酰胺。尼龙12的相对密度为1.02g/cm³，是尼龙产品中较低的；因其酰胺基团含量低，吸水率为0.25％，也是尼龙中较低的。尼龙12的热分解温度大于350℃，长期使用温度为80-90℃，耐热性很好。尼龙12膜的气密性好，水蒸气透过率仅为9g/m²，同时还耐碱、油，酵类及无机稀释酸、芳烃等，因此有非常好的应用前景。

玻璃纤维增强尼龙12，是以尼龙12树脂为基料，添加玻璃纤维和加工助剂混炼制得的增强塑料。性能随纤维含量、长径比和助剂不同而变化，如在尼龙12中加入30％的玻璃纤维，尼龙12的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳强度是未增强的2.5倍。玻璃纤维增强尼龙12的共有优点是模塑收缩率小、吸湿率小、耐磨性好。

但目前市面上的玻璃纤维增强尼龙12几乎全是直接混炼制成的共混结构，玻纤与部分尼龙结晶树脂相互纠缠，互为表里，但玻纤与尼龙的表面极性并不相近，因此该材料在应用于3D激光打印时由于料粒表面玻纤和尼龙混杂，烧结控制很困难，具体痛点如下：1、因为玻纤对玻纤、玻纤对尼龙、尼龙对尼龙所需的最佳烧结条件完全不同，因此3D打印时料粒界面的烧结性并不好，远差于纯尼龙材料；2、烧结完成后由于玻纤的无规律纠缠，带来各向异性上的性能不均和整体的延伸率低；3、玻纤即使经过六甲基二硅氧烷/六甲基二硅氧烷等的简单改性，仍与尼龙12结合性不佳；4、由于界面条件复杂，烧结工艺(主要指局部的温度和时间需求不同)控制难度高。

因此，市面上急需一种自形核、界面烧结性好、烧结后整体延伸率好、玻纤与尼龙结合性好、烧结工艺控制难度低的选择性激光烧结用玻璃纤维增强型尼龙粉末材料及其制造方法。

发明内容

本发明旨在提供一种自形核、界面烧结性好、烧结后整体延伸率好、玻纤与尼龙结合性好、烧结工艺控制难度低的选择性激光烧结用玻璃纤维增强型尼龙粉末材料及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种选择性激光烧结用玻璃纤维增强型尼龙粉末材料的制造方法，包括以下步骤：

1)原料准备

①原材料准备：按重量份准备粒径2μm-8μm的二氧化硅微粉15份-18份、1000目-2000目的铁镍合金FeNi20粉末3份-5份、2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚0.1份-0.15份、二硬脂基季戊四醇双亚磷酸酯0.2份-0.25份、尼龙12粉末75份-80份；

②辅材准备：按重量份准备水与乙醇按体积比1：5：1混合的水：乙醇：苯混合液15份-18份、足量六甲基二硅氧烷、足量3-氨丙基三乙氧基硅烷、足量乙醇；

2)改性玻纤核准备

①将阶段1)步骤①准备的二氧化硅微粉与阶段1)步骤②准备的水：乙醇：苯混合液混合并搅拌均匀，获得混浊液；

②将步骤①获得的混浊液加热至沸腾，直至液态物完全挥发，二氧化硅微粉重回干燥状态，获得去羟化二氧化硅微粉；