[发明专利]一种聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体、合金浆料、制备方法和立体光刻打印方法

权利要求书

1.一种聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体的制备方法，其特征在于，聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体为：铝合金粉体表面形成稳定的聚苯乙烯包覆层；其中，聚苯乙烯包覆层厚度均匀，为200~400nm；聚苯乙烯包覆层质量占聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体的质量百分比为8.97%；聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体的颜色为黑色；

铝合金粉体为铝合金中Al-Si-Mg系中的任意一种，粒径为0~20µm；

聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，称取配方量的原料，包括：铝合金粉体、无水乙醇、去离子水、引发剂和苯乙烯；

各原料配比如下：

铝合金粉体10~50重量份；无水乙醇100重量份；去离子水10~50重量份；引发剂0.1~0.5重量份，苯乙烯10~50重量份；

步骤2，将配方量的无水乙醇和去离子水加入到装有冷凝管和机械搅拌装置的三口烧瓶中，将三口烧瓶置于恒温油浴锅中，转速调至400r/min，升温至55℃；

然后，将配方量的铝合金粉体分批加入到装有无水乙醇和去离子水的三口烧瓶中，加入完成后继续搅拌30min，使铝合金粉体充分分散在无水乙醇和去离子水中，得到铝合金粉体混合液；

步骤3，将配方量的引发剂置于配方量的苯乙烯中，搅拌均匀，得到引发剂的苯乙烯溶液；

步骤4，采用恒压滴液漏斗，向三口烧瓶内的铝合金粉体混合液中以1滴/s的速率滴加引发剂的苯乙烯溶液，滴加完成后，以2℃/min升温速度，将油浴温度升高至75℃，恒温搅拌1~2h，通过引发剂使苯乙烯发生聚合反应，然后升温至80℃，6h后停止反应，得到聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体样品；

步骤5，采用乙醇清洗聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体样品3~5次，然后，将聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体样品放入烘箱中，50℃下干燥12h，得到对铝合金粉体进行表面改性后的最终样品，即：聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体；

其中，引发剂为过氧化二苯甲；

适用于立体光刻技术的合金浆料，包括所述的聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体，还包括光敏树脂、分散剂和光引发剂；其中，适用于立体光刻技术的合金浆料各原料配比如下：

聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体30~50体积份；光敏树脂50~70体积份；

将聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体质量表示为W₁；将光敏树脂质量表示为W₂；则：光引发剂的添加量=（0.5~1）%*W₂；分散剂的添加量=（2~5）%*W₁；

所述适用于立体光刻技术的合金浆料的粘度范围为800~5000厘泊；

所述适用于立体光刻技术的合金浆料，其固化深度随着曝光强度的增加而增加；其固化深度的范围为60µm~90µm；

其中，光敏树脂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；分散剂为SP710分散剂；光引发剂为双（2，4，6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦；

所述的适用于立体光刻技术的合金浆料的制备方法，包括以下步骤：

将配方量的聚苯乙烯包覆铝合金的复合粉体、配方量的光敏树脂、配方量的分散剂和配方量的光引发剂混合均匀后，采用球磨机球磨2~4h，料球比为4：1~2：1，转速控制在250~300r/min，得到最终的适用于立体光刻技术的合金浆料；

以所述的适用于立体光刻技术的合金浆料为原材料，进行立体光刻3D打印，将适用于立体光刻技术的合金浆料打印成型，得到铝合金原型件；

其中，立体光刻3D打印方法工艺参数为：首先采用光敏树脂进行打底，打印层厚为0.05mm，层数为1-5层，底层曝光时间为8~10s；随后采用适用于立体光刻技术的合金浆料打印，打印层厚为0.025mm，单层曝光时间为10s~20s；

其中，立体光刻3D打印为立体光刻技术、数字光处理技术中的一种。