[发明专利]选择性激光烧结用聚合物材料中炭黑的检测方法

说明书

一种选择性激光烧结用聚合物材料中炭黑的检测方法，包括：在待测材料中加入白色粉末进行高速搅拌，得到待测试样，所述待测材料与白色粉末的重量比为1:1‑19；测量待测试样的色相值及色度参数，首先将色相值代入预存的色相值数据库，根据色相值的所属范围来判定该待测试样的炭黑种类；然后将色度参数代入该待测试样所属炭黑种类对应的预存的标准函数模型，得到该待测试样中炭黑的含量值，本发明的选择性激光烧结用聚合物材料中炭黑的检测方法不涉及炭黑的燃烧，避免了污染环境，即保护了环境；且本发明的检测方法简单易行，降低了测试人员的使用难度，测试速度快；另外，本发明可既可评估炭黑种类，还可同步检测炭黑含量。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种选择性激光烧结用聚合物材料中炭黑的检测方法。

背景技术

增材制造是一种利用三维模型数据通过层层堆积的方式制造物体的技术，由于具有小批量生产周期短，生产无多余尾料及生产灵活性高等独特优势，近年来受到制造业越来越多的关注。其中选择性激光烧结技术（SLS）具有制造工艺简单，无需支撑结构，材料利用率极高等独特优势，成为了发展最快，且具备工业化生产能力的增材制造技术之一。

众所周知，聚合物是SLS的常用材料，其通过吸收CO2激光器的能量来实现烧结成型。但由于CO2激光器价格昂贵且能量密度较低，导致聚合物的加工成本与速度受到极大的限制。为突破这一瓶颈，基于成本更低，释放能量上限极高的光纤激光器的Flight技术被认为是SLS技术实现规模工业化的新一代技术。目前，光纤激光器的波长通常在500~2000nm之间，几乎所有的聚合物均无法吸收光纤能量，因此市面上的Flight用聚合物均需向聚合物材料中加入炭黑作为‘热介质’以实现聚合物的烧结成型，如专利号：CN109517377B，CN109575323A。但炭黑被世界卫生组织认定为2B类致癌物，在国内外销售时，炭黑均受到严格卡控。因此，Flight用聚合物无论是对于市场销售行为，还是产品的质量管控，炭黑助剂的检测都是该材料生产及销售中重要的一环。

目前，在传统技术领域中，聚合物中炭黑的检测手段主要有三种方法：1、利用材料在氧气和氮气氛围中燃烧特性的不同来进行测定炭黑含量的燃烧法；2、利用材料在氧气和氮气氛围中分解特性的不同来进行测定炭黑含量的热重分析法；3、利用材料在分解与煅烧后所产生尾气的含量进行计算炭黑的含量，如专利号：CN103645116B。然而以上方法均是利用聚合物材料与炭黑热特性存在差异的基本原理来实现炭黑含量的计算，其存在以下几个方面的固有缺陷。第一，这些方法不可避免的会存在材料的消耗与炭黑的燃烧，对环境不友好且增加测试耗材成本。第二，这些方法均需要专业的设备与专业的测试人员才能完成材料中炭黑的含量，从而提升了材料检测的固定资产投入。第三，利用热特性来实现炭黑检测的方法需要给设备中进行二次冲气同时进行缓慢的梯度升温，材料测试的周期也较长。第四，这些方法均只对材料的含量进行定量检测，而定性检测却需要其他的专业设备。由上可知，这些技术均不利于选择性激光烧结用聚合物材料中炭黑的工业化大规模检测。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种不污染环境，简单易行且能够同步实现炭黑含量与炭黑种类检测的选择性激光烧结用聚合物材料中炭黑的检测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种选择性激光烧结用聚合物材料中炭黑的检测方法的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在待测材料中加入白色粉末进行高速搅拌，得到待测试样，所述待测材料与白色粉末的重量比为1:1-19；

步骤二、测量待测试样的色相值及色度参数，首先将色相值代入预存的色相值数据库，根据色相值的所属范围来判定该待测试样的炭黑种类；然后将色度参数代入该待测试样所属炭黑种类对应的预存的标准函数模型，得到该待测试样中炭黑的含量值；其中，

所述预存的色相值数据库通过以下方式得到：

按照步骤一的方式制备若干个标定组试样，每个标定组试样中炭黑种类不同，且每个标定组试样包含若干个不同炭黑含量的试样；