[发明专利]一种环氧树脂核桃砂材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环氧树脂核桃砂材料及其制备方法，该材料包括：核桃砂、固体改性环氧树脂、固化剂、固化促进剂；其制备方法是先将精选、烘干的核桃砂加热，再将固体改性环氧树脂加热软化，依次加入固化剂、固化促进剂到树脂中并使其在树脂中均匀分散，树脂冷却，将粉碎处理的树脂混合物投入到热的核桃砂中并搅拌一段时间，取出热的环氧树脂核桃砂，冷却后粉碎过筛得到环氧树脂核桃砂材料。本发明的材料经过加热具备可塑性和热固性，成型后具有密度低、硬度高、强度高、尺寸稳定性好以及可加工性能优异等特点，可以用于生产各种形状和结构的制件，成本低，易储存。

技术领域

本发明属于新型3D打印材料技术领域，具体涉及一种环氧树脂核桃砂材料及其制备方法。

背景技术

增材制造(AM)，也称为实体自由成形制造或3D打印，是指三维物体由原材料(通常为粉末、液体、悬浮液或熔化的固体)以一系列二维层或横截面构建的制造过程。

目前高分子烧结3D打印粉末材料普遍使用工业纯料以及改性原料，其成本和性能不能同时满足较大尺寸、规模化使用，工业高分子原料首要应用于注塑行业，并不能很好的直接适配作为3D打印材料。

合格的制件是3D打印技术方法、工艺、材料相互耦合成功的结果，迄今为止，无论是人工合成材料还是自然存在的材料，其种类和数量远远超过现有3D打印材料的范围，积极的探索高分子材料与生物质材料相结合，是本发明的方向。

可利用的生物质材料广泛存在于自然界，是生态循环中的一节，且广泛的使用它不仅不会影响生态，而且还能在工业中创造价值、降低碳排放。生物质材料应用于工业，需要考虑自然状态下物理化学稳定性，常见的如坚硬的植物果壳、木颗粒、动物骨骼等。

本发明选用常见的核桃砂作为主体材料，成功开发了一种可烧结成型环氧树脂核桃砂材料，成型后具有优异的性能且成本低廉，由该材料制备的大尺寸制件达到了两米规格。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、规模化量产、可工业使用的一种木制3D打印材料，一种环氧树脂核桃砂材料，该材料可广泛用于大型木制结构制件生产，具有密度小、硬度高、强度大、稳定性强等特点；提供一种环氧树脂核桃砂的制备方法，该方法实现环氧树脂、固化剂、固化促进剂均匀、稳定的包覆在核桃砂表面且化学性质不变，具有低温热塑、高温热固的可烧结的属性。

技术方案如下：一种环氧树脂核桃砂材料，以重量份计包括：核桃砂100份，固体改性环氧树脂与核桃砂的加入量比例5～40:100，固化剂与环氧树脂的加入量比例1～16:100，固化促进剂与固化剂的加入量比例5～35:100。

其中，所述核桃砂的粒径0.1～1.5mm。

所述一种环氧树脂核桃砂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将核桃砂精选并烘干，之后核桃砂在加热炉内70～160℃，经过10～60分钟，使之充分均匀加热；

(2)将块状或片状固体改性环氧树脂加热到60～160℃软化和熔化成一体，待温度达到环氧树脂软化点附近，投入固化剂到环氧树脂中，待混合均匀，最后加入固化促进剂到环氧树脂中，继续混合，直至固化剂和固化促进剂得到充分且均匀的分散；

(3)将步骤2)的环氧树脂、固化剂、固化促进剂混合物冷却，粉碎成合适的颗粒大小；

(4)将步骤3)所得的颗粒粉与步骤1)加热的核桃砂混合并搅拌5～20分钟，充分混合后，环氧树脂、固化剂、固化促进剂完全包覆核桃砂颗粒；

(5)将步骤4)得到的环氧树脂核桃砂取出，冷却后，使用粉碎机将之粉碎，过筛得到可使用的环氧树脂核桃砂。