CN107163507A - 一种汽车零部件3d打印用复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车零部件3D打印用复合材料及其制备方法，涉及3D打印材料领域，一种汽车零部件3D打印用复合材料，按质量份计，所述汽车零部件3D打印用复合材料包括废塑料20‑35份、镁10‑15份、锆5‑8份、石墨15‑20份、碳酸钙粉末15‑20份、苯乙烯3‑5份、乳胶粉1‑5份、玻璃纤维5‑10份、PE酯30‑45份、增韧剂1‑3份、K树脂10‑15份、抗氧化剂3‑5份、终止剂2‑4份、相容剂3‑5份，采用本发明的技术方案，制备步骤合理，便于操作，生产过程不添加任何有害物质，且制备出的汽车零部件3D打印用复合材料材料耐热、耐磨性能好，韧性强，使用寿命长且成本较低。

Description

一种汽车零部件3D打印用复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及3D打印材料领域，具体涉及一种汽车零部件3D打印用复合材料及其制备方法。
背景技术
3D打印技术又称增材制造技术，是快速成型领域的一种新兴技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。随着3D打印技术的发展和应用，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用，材料成为限制3D打印技术未来走向的关键因素之一。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料、木质材料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。
塑料是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。塑料制品的生产工艺有中空吹塑、注塑和挤出等，其产品形式包括了各种容器、网、打包带、电缆覆层、管材、异型材、片材等。把废弃塑料作为制备3D打印材料的原料，这不仅可以大大降低生产成本，同时可以减少环境污染，节约资源，促进资源循环利用
现有的3D打印用材料，往往面临着成本较高且韧性差，从而影响产品的使用寿命，因此，设计出一种能够解决以上问题的汽车零部件3D打印用复合材料及其制备方法成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种汽车零部件3D打印用复合材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种汽车零部件3D打印用复合材料，按质量份计，所述汽车零部件3D打印用复合材料包括废塑料20-35份、镁10-15份、锆5-8份、石墨15-20份、碳酸钙粉末15-20份、苯乙烯3-5份、乳胶粉1-5份、玻璃纤维5-10份、PE酯30-45份、增韧剂1-3份、K树脂10-15份、抗氧化剂3-5份、终止剂2-4份、相容剂3-5份。
优选的，按质量份计，所述汽车零部件3D打印用复合材料包括废塑料30份、镁12份、锆6份、石墨18份、碳酸钙粉末18份、苯乙烯4份、乳胶粉3份、玻璃纤维8份、PE酯40份、增韧剂2份、K树脂13份、抗氧化剂4份、终止剂3份、相容剂4份。
一种制备汽车零部件3D打印用复合材料的方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
步骤一：原料配制，按质量份称取废塑料20-35份、镁10-15份、锆5-8份、石墨15-20份、碳酸钙粉末15-20份、苯乙烯3-5份、乳胶粉1-5份、玻璃纤维5-10份、PE酯30-45份、增韧剂1-3份、K树脂10-15份、抗氧化剂3-5份、终止剂2-4份、相容剂3-5份；
步骤二：将步骤一中准备好的石墨、玻璃纤维、碳酸钙粉末及增韧剂加入高速混料机中混合8-10分钟，得到初步混物料；
步骤三、将步骤一中准备好的废塑料、镁、锆、苯乙烯及乳胶粉加入经步骤二中混料得到的初步混物料中，经高速混料机混合8-10分钟，得到中间共混物料；
步骤四、将步骤一中准备好的PE酯、K树脂、抗氧化剂、终止剂及相容剂加入经步骤三中两次混料得到的中间共混物料中，经高速混料机混合8-10分钟，得到最终混物料；
步骤五：将步骤四制得的最终混物料进行加热；
步骤六：压印造粒，从而得到汽车零部件3D打印用复合材料。
优选的，所述步骤四中对最终混物料加热至100℃～120℃。
优选的，所述增韧剂为氮化硅晶须，所述抗氧化剂为Irganox E17。
优选的，所述终止剂为对叔丁基邻苯二酚，所述相容剂为马来酸酐相容剂。
本发明的优点是：
本发明制备得到的汽车零部件3D打印用复合材料，增韧剂及K树脂的加入在保证成本合理的同时大大提高了材料的韧性，从而保证了产品的使用寿命；
本发明制备得到的汽车零部件3D打印用复合材料，通过玻璃纤维和石墨复合的方式制成，兼具二者独特的优势性能；
本发明所述的汽车零部件3D打印用复合材料的制备方法，采用混料机进行，其制备方法新颖易操作，且重复性好，易推广。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种汽车零部件3D打印用复合材料，按质量份计，所述汽车零部件3D打印用复合材料包括废塑料20份、镁10份、锆5份、石墨15份、碳酸钙粉末15份、苯乙烯3份、乳胶粉1份、玻璃纤维5份、PE酯30份、增韧剂1份、K树脂10份、抗氧化剂3份、终止剂2份、相容剂3份。
一种制备汽车零部件3D打印用复合材料的方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
步骤一：原料配制，按质量份称取废塑料20份、镁10份、锆5份、石墨15份、碳酸钙粉末15份、苯乙烯3份、乳胶粉1份、玻璃纤维5份、PE酯30份、增韧剂1份、K树脂10份、抗氧化剂3份、终止剂2份、相容剂3份；
步骤二：将步骤一中准备好的石墨、玻璃纤维、碳酸钙粉末及增韧剂加入高速混料机中混合8分钟，得到初步混物料；
步骤三、将步骤一中准备好的废塑料、镁、锆、苯乙烯及乳胶粉加入经步骤二中混料得到的初步混物料中，经高速混料机混合8分钟，得到中间共混物料；
步骤四、将步骤一中准备好的PE酯、K树脂、抗氧化剂、终止剂及相容剂加入经步骤三中两次混料得到的中间共混物料中，经高速混料机混合8分钟，得到最终混物料；
步骤五：将步骤四制得的最终混物料进行加热；
步骤六：压印造粒，从而得到汽车零部件3D打印用复合材料。
其中，所述步骤四中对最终混物料加热至100℃。
其中，所述增韧剂为氮化硅晶须，所述抗氧化剂为Irganox E17。
其中，所述终止剂为对叔丁基邻苯二酚，所述相容剂为马来酸酐相容剂。
实施例2：
一种汽车零部件3D打印用复合材料，按质量份计，所述汽车零部件3D打印用复合材料包括废塑料35份、镁15份、锆8份、石墨20份、碳酸钙粉末20份、苯乙烯5份、乳胶粉5份、玻璃纤维10份、PE酯45份、增韧剂3份、K树脂15份、抗氧化剂5份、终止剂4份、相容剂5份。
一种制备汽车零部件3D打印用复合材料的方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
步骤一：原料配制，按质量份称取废塑料35份、镁15份、锆8份、石墨20份、碳酸钙粉末20份、苯乙烯5份、乳胶粉5份、玻璃纤维10份、PE酯45份、增韧剂3份、K树脂15份、抗氧化剂5份、终止剂4份、相容剂5份；
步骤二：将步骤一中准备好的石墨、玻璃纤维、碳酸钙粉末及增韧剂加入高速混料机中混合10分钟，得到初步混物料；
步骤三、将步骤一中准备好的废塑料、镁、锆、苯乙烯及乳胶粉加入经步骤二中混料得到的初步混物料中，经高速混料机混合10分钟，得到中间共混物料；
步骤四、将步骤一中准备好的PE酯、K树脂、抗氧化剂、终止剂及相容剂加入经步骤三中两次混料得到的中间共混物料中，经高速混料机混合10分钟，得到最终混物料；
步骤五：将步骤四制得的最终混物料进行加热；
步骤六：压印造粒，从而得到汽车零部件3D打印用复合材料。
其中，所述步骤四中对最终混物料加热至120℃。
其中，所述增韧剂为氮化硅晶须，所述抗氧化剂为Irganox E17。
其中，所述终止剂为对叔丁基邻苯二酚，所述相容剂为马来酸酐相容剂。
实施例3：一种汽车零部件3D打印用复合材料，按质量份计，所述汽车零部件3D打印用复合材料包括废塑料30份、镁12份、锆6份、石墨18份、碳酸钙粉末18份、苯乙烯4份、乳胶粉3份、玻璃纤维8份、PE酯40份、增韧剂2份、K树脂13份、抗氧化剂4份、终止剂3份、相容剂4份。
一种制备汽车零部件3D打印用复合材料的方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
步骤一：原料配制，按质量份称取废塑料30份、镁12份、锆6份、石墨18份、碳酸钙粉末18份、苯乙烯4份、乳胶粉3份、玻璃纤维8份、PE酯40份、增韧剂2份、K树脂13份、抗氧化剂4份、终止剂3份、相容剂4份；
步骤二：将步骤一中准备好的石墨、玻璃纤维、碳酸钙粉末及增韧剂加入高速混料机中混合9分钟，得到初步混物料；
步骤三、将步骤一中准备好的废塑料、镁、锆、苯乙烯及乳胶粉加入经步骤二中混料得到的初步混物料中，经高速混料机混合9分钟，得到中间共混物料；
步骤四、将步骤一中准备好的PE酯、K树脂、抗氧化剂、终止剂及相容剂加入经步骤三中两次混料得到的中间共混物料中，经高速混料机混合9分钟，得到最终混物料；
步骤五：将步骤四制得的最终混物料进行加热；
步骤六：压印造粒，从而得到汽车零部件3D打印用复合材料。
其中，所述步骤四中对最终混物料加热至110℃。
其中，所述增韧剂为氮化硅晶须，所述抗氧化剂为Irganox E17。
其中，所述终止剂为对叔丁基邻苯二酚，所述相容剂为马来酸酐相容剂。
本发明制备得到的汽车零部件3D打印用复合材料，增韧剂及K树脂的加入在保证成本合理的同时大大提高了材料的韧性，从而保证了产品的使用寿命；本发明制备得到的汽车零部件3D打印用复合材料，通过玻璃纤维和石墨复合的方式制成，兼具二者独特的优势性能；本发明所述的汽车零部件3D打印用复合材料的制备方法，采用混料机进行，其制备方法新颖易操作，且重复性好，易推广。
基于上述，采用本发明的技术方案，制备步骤合理，便于操作，生产过程不添加任何有害物质，且制备出的汽车零部件3D打印用复合材料材料耐热、耐磨性能好，韧性强，使用寿命长且成本较低。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车零部件3D打印用复合材料，其特征在于，按质量份计，所述汽车零部件3D打印用复合材料包括废塑料20-35份、镁10-15份、锆5-8份、石墨15-20份、碳酸钙粉末15-20份、苯乙烯3-5份、乳胶粉1-5份、玻璃纤维5-10份、PE酯30-45份、增韧剂1-3份、K树脂10-15份、抗氧化剂3-5份、终止剂2-4份、相容剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种汽车零部件3D打印用复合材料，其特征在于：按质量份计，所述汽车零部件3D打印用复合材料包括废塑料30份、镁12份、锆6份、石墨18份、碳酸钙粉末18份、苯乙烯4份、乳胶粉3份、玻璃纤维8份、PE酯40份、增韧剂2份、K树脂13份、抗氧化剂4份、终止剂3份、相容剂4份。
3.一种制备权利要求1-2任意一项所述的汽车零部件3D打印用复合材料的方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
步骤一：原料配制，按质量份称取废塑料20-35份、镁10-15份、锆5-8份、石墨15-20份、碳酸钙粉末15-20份、苯乙烯3-5份、乳胶粉1-5份、玻璃纤维5-10份、PE酯30-45份、增韧剂1-3份、K树脂10-15份、抗氧化剂3-5份、终止剂2-4份、相容剂3-5份；
步骤二：将步骤一中准备好的石墨、玻璃纤维、碳酸钙粉末及增韧剂加入高速混料机中混合8-10分钟，得到初步混物料；
步骤三、将步骤一中准备好的废塑料、镁、锆、苯乙烯及乳胶粉加入经步骤二中混料得到的初步混物料中，经高速混料机混合8-10分钟，得到中间共混物料；
步骤四、将步骤一中准备好的PE酯、K树脂、抗氧化剂、终止剂及相容剂加入经步骤三中两次混料得到的中间共混物料中，经高速混料机混合8-10分钟，得到最终混物料；
步骤五：将步骤四制得的最终混物料进行加热；
步骤六：压印造粒，从而得到汽车零部件3D打印用复合材料。
4.根据权利要求3所述的一种汽车零部件3D打印用复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四中对最终混物料加热至100℃～120℃。
5.根据权利要求1所述的一种汽车零部件3D打印用复合材料，其特征在于：所述增韧剂为氮化硅晶须，所述抗氧化剂为Irganox E17。
6.根据权利要求1所述的一种汽车零部件3D打印用复合材料，其特征在于：所述终止剂为对叔丁基邻苯二酚，所述相容剂为马来酸酐相容剂。
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