CN104479282B - 一种用于3d打印的玻璃纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于3D打印的玻璃纤维复合材料，包括：玻璃纤维50份~60份；乙撑双硬脂酸酰胺5份~10份；ABS塑料10份~15份；聚甲醛3份~5份；聚碳酸酯5份~10份；硬脂酸0.5份；甲基丙烯酰胺1份~3份；棕榈酸镁皂1份~3份；抗氧化剂3份~5份；偶联剂3份~5份。本发明提供的复合材料配方，制备得到的玻璃纤维复合材料具有较高的刚强度。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料，具体涉及到一种玻璃纤维复合材料。
背景技术
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高等优点。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。玻璃纤维增强树脂基复合材料，是目前技术比较成熟且应用广泛的一类复合材料，具有良好的易成型性、绝缘性能好、抗腐蚀和疲劳损伤等优异性能和低廉的成本。
玻璃纤维复合材料可以用于3D打印的材料，打印的产品刚强度主要受到玻璃纤维复合材料的影响，因此，提高玻璃纤维复合材料的强度是提高产品质量的重要手段。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高刚强度的玻璃纤维复合材料。
为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种用于3D打印的玻璃纤维复合材料，其原料按照重量计包括：
玻璃纤维50份～60份；乙撑双硬脂酸酰胺5份～10份；
ABS塑料10份～15份；聚甲醛3份～5份；
聚碳酸酯5份～10份；硬脂酸0.5份；
甲基丙烯酰胺1份～3份；棕榈酸镁皂1份～3份；
抗氧化剂3份～5份；偶联剂3份～5份。
其中抗氧化剂可以为1010，偶联剂可以为KH550；玻璃纤维为短切纤维，直径为8～16μm，长度为2～7mm。
本发明的另一个实施例公开了制备上述复合材料的方法为：将玻璃纤维使用偶联剂浸润，然后与剩余的原料混合均匀，然后在ABS熔点以上，热分解以下的温度条件下进行机械共混，所述共混采用挤出机熔融挤出造粒，加热温度为190℃～235℃，机头挤出温度为205℃～215℃。
其中，共混时间为7分钟；挤出机的机螺杆转速300～700r/min，加料转速35～50r/min。
本发明提供的复合材料配方，制备得到的玻璃纤维复合材料具有较高的刚强度。
具体实施方式
实施例
表1：复合材料的制备处方
| 处方1 | 处方2 | 处方3 | 处方4 | 处方5 | |
| 玻璃纤维 | 50 | 60 | 50 | 60 | 55 |
| 乙撑双硬脂酸酰胺 | 5 | 10 | 5 | 10 | 7 |
| ABS塑料 | 10 | 15 | 10 | 15 | 12 |
| 聚甲醛 | 3 | 5 | 3 | 5 | 4 |
| 聚碳酸酯 | 5 | 10 | 5 | 10 | 7 |
| 硬脂酸 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 甲基丙烯酰胺 | 1 | 3 | - | 3 | - |
| 棕榈酸镁皂 | 1 | 3 | 1 | - | - |
| 抗氧化剂1010 | 3 | 5 | 3 | 5 | 4 |
| 偶联剂KH550 | 3 | 5 | 3 | 5 | 4 |
制备过程：
按照表1原料配方称取各种原料，使用前ABS树脂、玻璃纤维分别在80℃条件下干燥3-6小时，其中，短切玻璃纤维干燥前采用偶联剂KH550浸润，纤维直径12μm，长度6mm。将ABS树脂与除玻纤以外的其他原料加入高速混合机中高速混合2分钟，再低速出料；混匀后的材料与短切玻纤通过挤出机熔融挤出造粒即得玻璃纤维复合材料，其中短切玻纤从挤出机中间段加入(即侧喂料)，产品性质检测数据见表2。熔融造粒条件为：主机螺杆转速240r/min，侧喂螺杆转速240r/min，挤出机加热温度段设定为：1段/195℃，2段/205℃，3段/220℃，4段/225℃，5段/230℃，6段/230℃，7段/220℃，8段/220℃，9段/215℃，机头挤出温度：210℃。
表2：各种处方的复合材料的物理性能
| 处方1 | 处方2 | 处方3 | 处方4 | 处方5 | |
| 拉伸强度MPa | 128 | 125 | 120 | 118 | 102 |
| 弯曲强度MPa | 135 | 138 | 125 | 120 | 110 |
| 缺口冲击强度kj/m2 | 12.3 | 14.7 | 11.5 | 10.3 | 9.7 |
| 热变形温度℃ | 138 | 140 | 136 | 140 | 129 |
| 熔体流动速度g/10min | 27.6 | 29.6 | 27.2 | 28 | 27 |
从表2可以看出，在增加了棕榈酸镁皂、甲基丙烯酰胺的实施例处方1和处方2的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度明显优于其他处方的复合材料。
Claims (6)
1.一种用于3D打印的玻璃纤维复合材料，其原料按照重量计包括：
玻璃纤维50份~60份；乙撑双硬脂酸酰胺5份~10份；
ABS塑料10份~15份；聚甲醛3份~5份；
聚碳酸酯5份~10份；硬脂酸0.5份；
甲基丙烯酰胺1份~3份；棕榈酸镁皂1份~3份；
抗氧化剂3份~5份；偶联剂3份~5份。
2.如权利要求1所述的玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂1010；所述玻璃纤维为短切纤维，直径为8 ~16μm，长度为2~7mm。
3.如权利要求1所述的玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述偶联剂为偶联剂KH550。
4.制备权利要求1~3中任一所述的玻璃纤维复合材料的方法，该制备方法为：将玻璃纤维使用偶联剂浸润，然后与剩余的原料混合均匀，然后在ABS熔点以上，热分解以下的温度条件下进行机械共混，所述共混采用挤出机熔融挤出造粒，加热温度为190℃~235℃，机头挤出温度为205 ℃~215℃。
5.如权利要求4所述的制备玻璃纤维复合材料的方法，其特征在于：所述共混时间为7分钟。
6.如权利要求4所述的制备玻璃纤维复合材料的方法，其特征在于：所述挤出机的机螺杆转速300~700r/min，加料转速35~ 50r/min。
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