[发明专利]一种高强度耐磨损丙烯酸酯微球及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强度耐磨损丙稀酸酯微球复合材料及其在快速成型领域的应用，属于快速成型微球类原料改性领域。由以下原料组成：丙烯酸酯类微球100份、碳纤维球5～45份、偶联剂0.2～1份、抗氧剂0.05～0.5份、润滑剂0.1～0.5份、光稳剂0.05～0.25份以及热稳定剂0.1～0.5份。本发明创新性地以碳纤维球改性丙稀酸酯微球，制备了一种用于快速成型的高强度耐磨损丙稀酸酯微球复合材料，具有力学强度高、耐磨损及优异的尺寸稳定性等特点，同时可大幅提高复合材料的成型速度，节省时间成本。此外本发明所涉及的制备工艺简单且无污染，所制备的复合材料可以直接应应用于激光烧结快速成型领域，加快了新一代微球类原料的普及和应用。

技术领域

本发明提供了一种高强度耐磨损丙稀酸酯微球复合材料及其在快速成型领域的应用，属于快速成型微球类原料改性领域。

背景技术

激光烧结快速成型是一种以粉末材料为原料，利用激光加热的方式将原料有选择性的加热并烧结，通过高度的调节实现三维立体结构的快速构建，是一种典型的快速成型方式。该技术具有成型速度快、过程无污染以及无需支撑结构等特点，在桌面级快速成型领域具有独特的优势。其常用原料包括粉末形态的金属、陶瓷以及树脂类材料。金属及陶瓷粉末制备的产品具有硬度大、尺寸稳定和优异的耐环境冲击等特点，但存在成型周期长、粉尘污染等不足。而最常用的传统树脂类材料因其生产过程包括化学析出等环节，在应用中具有一定的环境污染甚至毒性。

发明内容

针对传统树脂类材料的不足，本发明创新性地以碳纤维球改性丙稀酸酯微球，制备了一种用于快速成型的高强度耐磨损丙稀酸酯微球复合材料。所制备的复合材料具有力学强度高、耐磨损及优异的尺寸稳定性等特点，同时可大幅提高复合材料的成型速度，节省时间成本。此外本发明所涉及的制备工艺简单且无污染，所制备的复合材料可以直接应应用于激光烧结快速成型领域，加快了新一代微球类原料的普及和应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强度耐磨损丙稀酸酯微球，由以下组分按重量份制备而成：

丙烯酸酯类微球100份，

碳纤维球5～45份，

偶联剂0.2～1份，

抗氧剂0.05～0.5份，

润滑剂0.1～0.5份，

光稳剂0.05～0.25份，

热稳定剂0.1～0.5份。

所述的丙烯酸酯类微球优选为甲基丙烯酸酯微球或丙烯酸异辛酯微球，颜色为浅黄色或黄色，粒径为50-150nm。

所述的碳纤维球是一种粒径为10～100μm具有的立体交叉网络结构的球状碳纤维。

所述的偶联剂为马来酸酐接枝聚苯乙烯或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述的抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或硫代二丙酸二月桂酸酯。

所述的润滑剂为季戊四醇硬酯酸酯或次乙基双硬酯酰胺。

所述的光稳剂为2,4-二羧基二苯甲酮或2-(2H-苯并三氮唑-2-基)对甲苯酚。

所述的热稳定剂为季戊四醇或硬酯酸钙。

一种所述高强度耐磨损丙稀酸酯微球的制备方法，包含以下步骤：

(1)在容器中加入碳纤维球5～45份和偶联剂0.2～1份，在30℃～70℃条件下高速搅拌至分散均匀；碳纤维在合适的温度下经偶联剂表面处理以后,有利于后一步与树脂的有效相容；