CN107312287A - 一种航天工业用耐高温3d打印材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种航天工业用耐高温3D打印材料，其原料包括ABS树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸树脂、磷酸三甲酯、古马隆树脂、环氧丙烯酸酯、乙烯‑苯乙烯共聚物、三氧化二锑、纳米氧化镁、纳米氢氧化铝、重晶石粉、硼酸锌、氯化石蜡、硅烷偶联剂KH‑570、苯乙烯、十二烷基苯磺酸钠、二乙基次膦酸铝、阻燃协效剂KF‑100、十溴二苯乙烷、增韧体系、甘油、硅烷偶联剂Z6011、改性填料、改性助剂、耐高温增强剂和和脱气剂。本发明还提出上述一种航天工业用耐高温3D打印材料的制备方法。本发明制备得到的3D打印材料应用于航天工业领域，具有优异的耐高温性能，力学性能好。

Description

一种航天工业用耐高温3D打印材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及3D打印材料的技术领域，尤其涉及一种航天工业用耐高温3D打印材料及其制备方法。
背景技术
ABS树脂是由丁二烯、苯乙烯、丙烯腈三种单体共聚共混合而成的工程塑料，在机械、汽车、电子电器等工业领域有着广泛的应用。ABS树脂具有良好的电性能、耐磨性、耐化学性和表面光泽等性能，其缺点是耐候性，耐热性差。而3D打印中使用的材料大部分为ABS树脂，而现有技术中的3D打印材料的耐高温性能无法满足实际使用时的需求，故此亟需设计一种航天工业用耐高温3D打印材料来解决现有技术中的问题。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种航天工业用耐高温3D打印材料及其制备方法，制备得到的3D打印材料应用于航天工业领域，具有优异的耐高温性能，力学性能好。
本发明提出的一种航天工业用耐高温3D打印材料，其原料按重量份包括：ABS树脂80-120份、酚醛树脂20-60份、环氧丙烯酸树脂5-15份、磷酸三甲酯10-30份、古马隆树脂5-15份、环氧丙烯酸酯2-8份、乙烯-苯乙烯共聚物3-5份、三氧化二锑2-8份、纳米氧化镁3-9份、纳米氢氧化铝1-5份、重晶石粉2-6份、硼酸锌2-6份、氯化石蜡1-5份、硅烷偶联剂KH-5702-6份、苯乙烯3-5份、十二烷基苯磺酸钠2-8份、二乙基次膦酸铝3-9份、阻燃协效剂KF-1002-6份、十溴二苯乙烷3-6份、增韧体系4-6份、甘油1-7份、硅烷偶联剂Z6011 2-8份、改性填料3-9份、改性助剂2-6份、耐高温增强剂6-18份、脱气剂4-8份。
优选地，增韧体系由高胶粉和氯化聚乙烯按重量比1-3：3-6混合而成。
优选地，改性填料按如下工艺进行制备：将蒙脱土、凹凸棒石黏土、氰尿酸和水混合均匀，然后升温至90-110℃，保温3-5h，然后加入三聚氰胺混合均匀，接着降温至40-60℃，过滤后将固体物用去离子水洗涤，然后于100-110℃干燥4-6h，冷却至室温得到改性填料。
优选地，改性填料的制备工艺中，蒙脱土、凹凸棒石黏土、氰尿酸、水和三聚氰胺的重量比为2-5：4-8：1-3：3-6：4-8。
优选地，改性助剂的原料按重量份包括：氯化铝溶液3-6份、氢氧化钠溶液4-8份、纳米二氧化钛3-6份、海泡石2-5份、木质纤维4-8份、硅烷偶联剂KH-570 1-5份。
优选地，改性助剂按如下工艺进行制备：在氯化铝溶液中添加氢氧化钠溶液，搅拌均匀，室温静置10-20d，然后添加纳米二氧化钛、海泡石和木质纤维混合均匀，升温至85-95℃，保温1-3h然后加入硅烷偶联剂KH-570混合均匀，于1500-2500r/min转速搅拌1-3h，然后升温至100-120℃，干燥2-5h，冷却至室温后粉碎制得助剂。
优选地，改性助剂的制备工艺中，氯化铝溶液的物质的量浓度为0.1-0.3mol/L；氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.5-1.5mol/L。
优选地，耐高温增强剂的原料按重量份包括：水性铝粉5-15份、醋酸钾3-9份、木炭粉末4-8份、滑石粉2-5份、碳酸氢钠1-3份、珍珠岩粉4-8份、膨胀蛭石2-5份、膨胀珍珠岩3-6份、滑石粉4-8份、纳米硫酸2-5份、质量百分数为4-6％的盐酸溶液5-15份、十六烷基三甲基溴化铵3-5份、硅烷偶联剂KH-560 4-8份。
优选地，耐高温增强剂按如下工艺进行制备：将水性铝粉与醋酸钾混合均匀，振荡3-5min，研磨10-30min，静置20-26h，然后于60-80℃恒温干燥20-28h，冷却至室温，研磨5-15min，接着水洗1-3次，烘干，研磨得到物料A；将木炭粉末、滑石粉、碳酸氢钠、珍珠岩粉、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、滑石粉和纳米硫酸钡放入煅烧炉中在820-920℃下煅烧2-5h，冷却，放入质量百分数为4-6％的盐酸溶液中浸泡1-3h，过滤取出，用清水洗净烘干，粉碎得到物料B；将十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂KH-560和水混合均匀，加热至80-90℃，接着加入物料A和物料B，加热至105-115℃，抽滤，干燥，冷却至室温得到耐高温增强剂。
本发明的一种航天工业用耐高温3D打印材料的制备方法，包括：将ABS树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸树脂、磷酸三甲酯、古马隆树脂、环氧丙烯酸酯、乙烯-苯乙烯共聚物、三氧化二锑、纳米氧化镁、纳米氢氧化铝、重晶石粉、硼酸锌、甘油、硅烷偶联剂Z6011、改性填料、改性助剂和耐高温增强剂混合均匀，温至130-150℃，于800-1000r/min转速搅拌40-60min，超声震荡30-50min，然后加入氯化石蜡、硅烷偶联剂KH-570、苯乙烯、十二烷基苯磺酸钠、二乙基次膦酸铝、阻燃协效剂KF-100、十溴二苯乙烷、增韧体系和脱气剂混合均匀，于1200-1400r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温，用球磨机研磨粉碎并过15-25μm筛，即得到航天工业用耐高温3D打印材料。
本发明的本发明公开了一种航天工业用耐高温3D打印材料，其原料包括ABS树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸树脂、磷酸三甲酯、古马隆树脂、环氧丙烯酸酯、乙烯-苯乙烯共聚物、三氧化二锑、纳米氧化镁、纳米氢氧化铝、重晶石粉、硼酸锌、氯化石蜡、硅烷偶联剂KH-570、苯乙烯、十二烷基苯磺酸钠、二乙基次膦酸铝、阻燃协效剂KF-100、十溴二苯乙烷、增韧体系、甘油、硅烷偶联剂Z6011、改性填料、改性助剂、耐高温增强剂和和脱气剂。其中，改性填料通过将蒙脱土、凹凸棒石黏土、氰尿酸和水混合均匀，然后升温，保温，然后加入三聚氰胺混合均匀，接着降温，过滤后将固体物用去离子水洗涤，然后干燥，冷却至室温得到改性填料，运用到本发明的3D打印材料中，有效提高了本发明3D打印材料的耐高温性能。其中，改性助剂通过在氯化铝溶液中添加氢氧化钠溶液，搅拌均匀，室温静置，然后添加纳米二氧化钛、海泡石和木质纤维混合均匀，升温，保温然后加入硅烷偶联剂KH-570混合均匀，搅拌，然后升温，干燥，冷却至室温后粉碎制得助剂，运用到本发明3D打印材料中，有效提高了本发明3D打印材料的耐高温性能和力学性能。其中，耐高温增强剂通过将水性铝粉与醋酸钾混合均匀，振荡，研磨，静置，然后恒温干燥，冷却至室温，研磨，接着水洗，烘干，研磨得到物料A；将木炭粉末、滑石粉、碳酸氢钠、珍珠岩粉、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、滑石粉和纳米硫酸钡放入煅烧炉中煅烧，冷却，放入盐酸溶液中浸泡，过滤取出，用清水洗净烘干，粉碎得到物料B；将十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂KH-560和水混合均匀，加热，接着加入物料A和物料B，加热，抽滤，干燥，冷却至室温得到耐高温增强剂，运用到本发明的3D打印材料中，有效提高了本发明3D答应材料的耐高温性能和力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
具体实施方式中，ABS树脂的重量份可以为80份、85份、90份、95份、100份、105份、110份、115份、120份；酚醛树脂的重量份可以为20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份；环氧丙烯酸树脂的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；磷酸三甲酯的重量份可以为10份、15份、20份、25份、30份；古马隆树脂的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；环氧丙烯酸酯的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；乙烯-苯乙烯共聚物的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；三氧化二锑的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；纳米氧化镁的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份；纳米氢氧化铝的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；重晶石粉的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；硼酸锌的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；氯化石蜡的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；硅烷偶联剂KH-570的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；苯乙烯的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；十二烷基苯磺酸钠的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；二乙基次膦酸铝的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；阻燃协效剂KF-100的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；十溴二苯乙烷的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；增韧体系的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份；甘油的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份；硅烷偶联剂Z6011的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；改性填料的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；改性助剂的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；耐高温增强剂的重量份可以为6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份；脱气剂的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份。
实施例1
本发明提出的一种航天工业用耐高温3D打印材料，其原料按重量份包括：ABS树脂100份、酚醛树脂40份、环氧丙烯酸树脂10份、磷酸三甲酯20份、古马隆树脂10份、环氧丙烯酸酯5份、乙烯-苯乙烯共聚物4份、三氧化二锑5份、纳米氧化镁6份、纳米氢氧化铝3份、重晶石粉4份、硼酸锌4份、氯化石蜡3份、硅烷偶联剂KH-570 4份、苯乙烯4份、十二烷基苯磺酸钠5份、二乙基次膦酸铝6份、阻燃协效剂KF-100 4份、十溴二苯乙烷4.5份、增韧体系5份、甘油4份、硅烷偶联剂Z6011 5份、改性填料6份、改性助剂4份、耐高温增强剂12份、脱气剂6份。
增韧体系由高胶粉和氯化聚乙烯按重量比2：4.5混合而成。
改性填料按如下工艺进行制备：按重量份将3.5份蒙脱土、6份凹凸棒石黏土、2份氰尿酸和4.5份水混合均匀，然后升温至100℃，保温4h，然后加入6份三聚氰胺混合均匀，接着降温至50℃，过滤后将固体物用去离子水洗涤，然后于105℃干燥5h，冷却至室温得到改性填料。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份在4.5份物质的量浓度为0.2mol/L的氯化铝溶液中添加4-8份物质的量浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌均匀，室温静置15d，然后添加4.5份纳米二氧化钛、3.5份海泡石和6份木质纤维混合均匀，升温至90℃，保温2h然后加入3份硅烷偶联剂KH-570混合均匀，于2000r/min转速搅拌2h，然后升温至110℃，干燥3.5h，冷却至室温后粉碎制得助剂。
耐高温增强剂按如下工艺进行制备：按重量份将10份水性铝粉与6份醋酸钾混合均匀，振荡4min，研磨20min，静置23h，然后于70℃恒温干燥24h，冷却至室温，研磨10min，接着水洗2次，烘干，研磨得到物料A；将6份木炭粉末、3.5份滑石粉、2份碳酸氢钠、6份珍珠岩粉、3.5份膨胀蛭石、4.5份膨胀珍珠岩、6份滑石粉和3.5份纳米硫酸钡放入煅烧炉中在870℃下煅烧3.5h，冷却，放入10份质量百分数为5％的盐酸溶液中浸泡2h，过滤取出，用清水洗净烘干，粉碎得到物料B；将4份十六烷基三甲基溴化铵、6份硅烷偶联剂KH-560和水混合均匀，加热至85℃，接着加入物料A和物料B，加热至110℃，抽滤，干燥，冷却至室温得到耐高温增强剂。
本发明的一种航天工业用耐高温3D打印材料的制备方法，包括：将ABS树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸树脂、磷酸三甲酯、古马隆树脂、环氧丙烯酸酯、乙烯-苯乙烯共聚物、三氧化二锑、纳米氧化镁、纳米氢氧化铝、重晶石粉、硼酸锌、甘油、硅烷偶联剂Z6011、改性填料、改性助剂和耐高温增强剂混合均匀，温至140℃，于900r/min转速搅拌50min，超声震荡40min，然后加入氯化石蜡、硅烷偶联剂KH-570、苯乙烯、十二烷基苯磺酸钠、二乙基次膦酸铝、阻燃协效剂KF-100、十溴二苯乙烷、增韧体系和脱气剂混合均匀，于1300r/min转速搅拌1.5h，冷却至室温，用球磨机研磨粉碎并过20μm筛，即得到航天工业用耐高温3D打印材料。
实施例2
本发明提出的一种航天工业用耐高温3D打印材料，其原料按重量份包括：ABS树脂80份、酚醛树脂60份、环氧丙烯酸树脂5份、磷酸三甲酯30份、古马隆树脂5份、环氧丙烯酸酯8份、乙烯-苯乙烯共聚物3份、三氧化二锑8份、纳米氧化镁3份、纳米氢氧化铝5份、重晶石粉2份、硼酸锌6份、氯化石蜡1份、硅烷偶联剂KH-570 6份、苯乙烯3份、十二烷基苯磺酸钠8份、二乙基次膦酸铝3份、阻燃协效剂KF-100 6份、十溴二苯乙烷3份、增韧体系6份、甘油1份、硅烷偶联剂Z6011 8份、改性填料3份、改性助剂6份、耐高温增强剂6份、脱气剂8份。
增韧体系由高胶粉和氯化聚乙烯按重量比1：6混合而成。
改性填料按如下工艺进行制备：按重量份将2份蒙脱土、8份凹凸棒石黏土、1份氰尿酸和6份水混合均匀，然后升温至90℃，保温5h，然后加入4份三聚氰胺混合均匀，接着降温至60℃，过滤后将固体物用去离子水洗涤，然后于100℃干燥6h，冷却至室温得到改性填料。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份在3份物质的量浓度为0.3mol/L的氯化铝溶液中添加4份物质的量浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌均匀，室温静置10d，然后添加6份纳米二氧化钛、2份海泡石和8份木质纤维混合均匀，升温至85℃，保温3h然后加入1份硅烷偶联剂KH-570混合均匀，于2500r/min转速搅拌1h，然后升温至120℃，干燥2h，冷却至室温后粉碎制得助剂。
耐高温增强剂按如下工艺进行制备：按重量份将5份水性铝粉与9份醋酸钾混合均匀，振荡3min，研磨30min，静置20h，然后于80℃恒温干燥20h，冷却至室温，研磨15min，接着水洗1次，烘干，研磨得到物料A；将8份木炭粉末、2份滑石粉、3份碳酸氢钠、4份珍珠岩粉、5份膨胀蛭石、3份膨胀珍珠岩、8份滑石粉和2份纳米硫酸钡放入煅烧炉中在920℃下煅烧2h，冷却，放入15份质量百分数为4％的盐酸溶液中浸泡3h，过滤取出，用清水洗净烘干，粉碎得到物料B；将3份十六烷基三甲基溴化铵、8份硅烷偶联剂KH-560和水混合均匀，加热至80℃，接着加入物料A和物料B，加热至115℃，抽滤，干燥，冷却至室温得到耐高温增强剂。
本发明的一种航天工业用耐高温3D打印材料的制备方法，包括：将ABS树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸树脂、磷酸三甲酯、古马隆树脂、环氧丙烯酸酯、乙烯-苯乙烯共聚物、三氧化二锑、纳米氧化镁、纳米氢氧化铝、重晶石粉、硼酸锌、甘油、硅烷偶联剂Z6011、改性填料、改性助剂和耐高温增强剂混合均匀，温至130℃，于1000r/min转速搅拌40min，超声震荡50min，然后加入氯化石蜡、硅烷偶联剂KH-570、苯乙烯、十二烷基苯磺酸钠、二乙基次膦酸铝、阻燃协效剂KF-100、十溴二苯乙烷、增韧体系和脱气剂混合均匀，于1200r/min转速搅拌2h，冷却至室温，用球磨机研磨粉碎并过15μm筛，即得到航天工业用耐高温3D打印材料。
实施例3
本发明提出的一种航天工业用耐高温3D打印材料，其原料按重量份包括：ABS树脂120份、酚醛树脂20份、环氧丙烯酸树脂15份、磷酸三甲酯10份、古马隆树脂15份、环氧丙烯酸酯2份、乙烯-苯乙烯共聚物5份、三氧化二锑2份、纳米氧化镁9份、纳米氢氧化铝1份、重晶石粉6份、硼酸锌2份、氯化石蜡5份、硅烷偶联剂KH-570 2份、苯乙烯5份、十二烷基苯磺酸钠2份、二乙基次膦酸铝9份、阻燃协效剂KF-100 2份、十溴二苯乙烷6份、增韧体系4份、甘油7份、硅烷偶联剂Z6011 2份、改性填料9份、改性助剂2份、耐高温增强剂18份、脱气剂4份。
增韧体系由高胶粉和氯化聚乙烯按重量比3：3混合而成。
改性填料按如下工艺进行制备：按重量份将5份蒙脱土、4份凹凸棒石黏土、3份氰尿酸和3份水混合均匀，然后升温至110℃，保温3h，然后加入8份三聚氰胺混合均匀，接着降温至40℃，过滤后将固体物用去离子水洗涤，然后于110℃干燥4h，冷却至室温得到改性填料。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份在6份物质的量浓度为0.1mol/L的氯化铝溶液中添加8份物质的量浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌均匀，室温静置20d，然后添加3份纳米二氧化钛、5份海泡石和4份木质纤维混合均匀，升温至95℃，保温1h然后加入5份硅烷偶联剂KH-570混合均匀，于1500r/min转速搅拌3h，然后升温至100℃，干燥5h，冷却至室温后粉碎制得助剂。
耐高温增强剂按如下工艺进行制备：按重量份将15份水性铝粉与3份醋酸钾混合均匀，振荡5min，研磨10min，静置26h，然后于60℃恒温干燥28h，冷却至室温，研磨5min，接着水洗3次，烘干，研磨得到物料A；将4份木炭粉末、5份滑石粉、1份碳酸氢钠、8份珍珠岩粉、2份膨胀蛭石、6份膨胀珍珠岩、4份滑石粉和5份纳米硫酸钡放入煅烧炉中在820℃下煅烧5h，冷却，放入5份质量百分数为6％的盐酸溶液中浸泡1h，过滤取出，用清水洗净烘干，粉碎得到物料B；将5份十六烷基三甲基溴化铵、4份硅烷偶联剂KH-560和水混合均匀，加热至90℃，接着加入物料A和物料B，加热至105℃，抽滤，干燥，冷却至室温得到耐高温增强剂。
本发明的一种航天工业用耐高温3D打印材料的制备方法，包括：将ABS树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸树脂、磷酸三甲酯、古马隆树脂、环氧丙烯酸酯、乙烯-苯乙烯共聚物、三氧化二锑、纳米氧化镁、纳米氢氧化铝、重晶石粉、硼酸锌、甘油、硅烷偶联剂Z6011、改性填料、改性助剂和耐高温增强剂混合均匀，温至150℃，于800r/min转速搅拌60min，超声震荡30min，然后加入氯化石蜡、硅烷偶联剂KH-570、苯乙烯、十二烷基苯磺酸钠、二乙基次膦酸铝、阻燃协效剂KF-100、十溴二苯乙烷、增韧体系和脱气剂混合均匀，于1400r/min转速搅拌1h，冷却至室温，用球磨机研磨粉碎并过25μm筛，即得到航天工业用耐高温3D打印材料。
实施例4
本发明提出的一种航天工业用耐高温3D打印材料，其原料按重量份包括：ABS树脂85份、酚醛树脂55份、环氧丙烯酸树脂8份、磷酸三甲酯15份、古马隆树脂12份、环氧丙烯酸酯3份、乙烯-苯乙烯共聚物4.5份、三氧化二锑3份、纳米氧化镁8份、纳米氢氧化铝2份、重晶石粉5份、硼酸锌3份、氯化石蜡4份、硅烷偶联剂KH-570 3份、苯乙烯4.5份、十二烷基苯磺酸钠3份、二乙基次膦酸铝8份、阻燃协效剂KF-100 3份、十溴二苯乙烷5份、增韧体系4.5份、甘油6份、硅烷偶联剂Z6011 3份、改性填料8份、改性助剂3份、耐高温增强剂17份、脱气剂5份。
增韧体系由高胶粉和氯化聚乙烯按重量比1.5：5混合而成。
改性填料按如下工艺进行制备：按重量份将3份蒙脱土、7份凹凸棒石黏土、1.5份氰尿酸和5份水混合均匀，然后升温至95℃，保温4.5h，然后加入5份三聚氰胺混合均匀，接着降温至55℃，过滤后将固体物用去离子水洗涤，然后于102℃干燥5.5h，冷却至室温得到改性填料。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份在4份物质的量浓度为0.25mol/L的氯化铝溶液中添加5份物质的量浓度为1.2mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌均匀，室温静置12d，然后添加5份纳米二氧化钛、3份海泡石和7份木质纤维混合均匀，升温至88℃，保温2.5h然后加入2份硅烷偶联剂KH-570混合均匀，于2200r/min转速搅拌1.5h，然后升温至115℃，干燥3h，冷却至室温后粉碎制得助剂。
耐高温增强剂按如下工艺进行制备：按重量份将8份水性铝粉与8份醋酸钾混合均匀，振荡3.5min，研磨25min，静置21h，然后于75℃恒温干燥22h，冷却至室温，研磨12min，接着水洗1次，烘干，研磨得到物料A；将7份木炭粉末、3份滑石粉、2.5份碳酸氢钠、5份珍珠岩粉、4份膨胀蛭石、4份膨胀珍珠岩、7份滑石粉和3份纳米硫酸钡放入煅烧炉中在910℃下煅烧3h，冷却，放入12份质量百分数为4.5％的盐酸溶液中浸泡2.5h，过滤取出，用清水洗净烘干，粉碎得到物料B；将3.5份十六烷基三甲基溴化铵、7份硅烷偶联剂KH-560和水混合均匀，加热至82℃，接着加入物料A和物料B，加热至112℃，抽滤，干燥，冷却至室温得到耐高温增强剂。
本发明的一种航天工业用耐高温3D打印材料的制备方法，包括：将ABS树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸树脂、磷酸三甲酯、古马隆树脂、环氧丙烯酸酯、乙烯-苯乙烯共聚物、三氧化二锑、纳米氧化镁、纳米氢氧化铝、重晶石粉、硼酸锌、甘油、硅烷偶联剂Z6011、改性填料、改性助剂和耐高温增强剂混合均匀，温至130℃，于1000r/min转速搅拌40min，超声震荡50min，然后加入氯化石蜡、硅烷偶联剂KH-570、苯乙烯、十二烷基苯磺酸钠、二乙基次膦酸铝、阻燃协效剂KF-100、十溴二苯乙烷、增韧体系和脱气剂混合均匀，于1250r/min转速搅拌1.8h，冷却至室温，用球磨机研磨粉碎并过18μm筛，即得到航天工业用耐高温3D打印材料。
实施例5
本发明提出的一种航天工业用耐高温3D打印材料，其原料按重量份包括：ABS树脂115份、酚醛树脂25份、环氧丙烯酸树脂12份、磷酸三甲酯15份、古马隆树脂12份、环氧丙烯酸酯3份、乙烯-苯乙烯共聚物4.5份、三氧化二锑3份、纳米氧化镁8份、纳米氢氧化铝2份、重晶石粉5份、硼酸锌3份、氯化石蜡4份、硅烷偶联剂KH-570 3份、苯乙烯4.5份、十二烷基苯磺酸钠3份、二乙基次膦酸铝8份、阻燃协效剂KF-100 3份、十溴二苯乙烷5份、增韧体系4.5份、甘油6份、硅烷偶联剂Z6011 3份、改性填料8份、改性助剂3份、耐高温增强剂17份、脱气剂5份。
增韧体系由高胶粉和氯化聚乙烯按重量比2.5：4混合而成。
改性填料按如下工艺进行制备：按重量份将4份蒙脱土、5份凹凸棒石黏土、2.5份氰尿酸和4份水混合均匀，然后升温至105℃，保温3.5h，然后加入7份三聚氰胺混合均匀，接着降温至45℃，过滤后将固体物用去离子水洗涤，然后于108℃干燥4.5h，冷却至室温得到改性填料。
改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份在5份物质的量浓度为0.15mol/L的氯化铝溶液中添加7份物质的量浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌均匀，室温静置18d，然后添加4份纳米二氧化钛、4份海泡石和5份木质纤维混合均匀，升温至92℃，保温1.5h然后加入4份硅烷偶联剂KH-570混合均匀，于1800r/min转速搅拌2.5h，然后升温至105℃，干燥4h，冷却至室温后粉碎制得助剂。
耐高温增强剂按如下工艺进行制备：按重量份将12份水性铝粉与4份醋酸钾混合均匀，振荡4.5min，研磨15min，静置25h，然后于65℃恒温干燥26h，冷却至室温，研磨8min，接着水洗3次，烘干，研磨得到物料A；将5份木炭粉末、4份滑石粉、1.5份碳酸氢钠、7份珍珠岩粉、3份膨胀蛭石、5份膨胀珍珠岩、5份滑石粉和4份纳米硫酸钡放入煅烧炉中在830℃下煅烧4h，冷却，放入8份质量百分数为5.5％的盐酸溶液中浸泡1.5h，过滤取出，用清水洗净烘干，粉碎得到物料B；将4.5份十六烷基三甲基溴化铵、5份硅烷偶联剂KH-560和水混合均匀，加热至88℃，接着加入物料A和物料B，加热至108℃，抽滤，干燥，冷却至室温得到耐高温增强剂。
本发明的一种航天工业用耐高温3D打印材料的制备方法，包括：将ABS树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸树脂、磷酸三甲酯、古马隆树脂、环氧丙烯酸酯、乙烯-苯乙烯共聚物、三氧化二锑、纳米氧化镁、纳米氢氧化铝、重晶石粉、硼酸锌、甘油、硅烷偶联剂Z6011、改性填料、改性助剂和耐高温增强剂混合均匀，温至150℃，于800r/min转速搅拌60min，超声震荡30min，然后加入氯化石蜡、硅烷偶联剂KH-570、苯乙烯、十二烷基苯磺酸钠、二乙基次膦酸铝、阻燃协效剂KF-100、十溴二苯乙烷、增韧体系和脱气剂混合均匀，于1350r/min转速搅拌1.2h，冷却至室温，用球磨机研磨粉碎并过22μm筛，即得到航天工业用耐高温3D打印材料。
将实施例1-5中的航天工业用耐高温3D打印材料运用到实际3D打印生产中，所得到的产品的性能进行检测，得到的数据如表1所示。
表1：
由表1可知，实施例1-实施例5中的航天工业用耐高温3D打印材料具有优异的耐高温性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种航天工业用耐高温3D打印材料，其特征在于，其原料按重量份包括：ABS树脂80-120份、酚醛树脂20-60份、环氧丙烯酸树脂5-15份、磷酸三甲酯10-30份、古马隆树脂5-15份、环氧丙烯酸酯2-8份、乙烯-苯乙烯共聚物3-5份、三氧化二锑2-8份、纳米氧化镁3-9份、纳米氢氧化铝1-5份、重晶石粉2-6份、硼酸锌2-6份、氯化石蜡1-5份、硅烷偶联剂KH-570 2-6份、苯乙烯3-5份、十二烷基苯磺酸钠2-8份、二乙基次膦酸铝3-9份、阻燃协效剂KF-1002-6份、十溴二苯乙烷3-6份、增韧体系4-6份、甘油1-7份、硅烷偶联剂Z6011 2-8份、改性填料3-9份、改性助剂2-6份、耐高温增强剂6-18份、脱气剂4-8份。
2.根据权利要求1所述的航天工业用耐高温3D打印材料，其特征在于，增韧体系由高胶粉和氯化聚乙烯按重量比1-3：3-6混合而成。
3.根据权利要求1或2所述的航天工业用耐高温3D打印材料，其特征在于，改性填料按如下工艺进行制备：将蒙脱土、凹凸棒石黏土、氰尿酸和水混合均匀，然后升温至90-110℃，保温3-5h，然后加入三聚氰胺混合均匀，接着降温至40-60℃，过滤后将固体物用去离子水洗涤，然后于100-110℃干燥4-6h，冷却至室温得到改性填料。
4.根据权利要求1-3任一项所述的航天工业用耐高温3D打印材料，其特征在于，改性填料的制备工艺中，蒙脱土、凹凸棒石黏土、氰尿酸、水和三聚氰胺的重量比为2-5：4-8：1-3：3-6：4-8。
5.根据权利要求1-4任一项所述的航天工业用耐高温3D打印材料，其特征在于，改性助剂的原料按重量份包括：氯化铝溶液3-6份、氢氧化钠溶液4-8份、纳米二氧化钛3-6份、海泡石2-5份、木质纤维4-8份、硅烷偶联剂KH-5701-5份。
6.根据权利要求1-5任一项所述的航天工业用耐高温3D打印材料，其特征在于，改性助剂按如下工艺进行制备：在氯化铝溶液中添加氢氧化钠溶液，搅拌均匀，室温静置10-20d，然后添加纳米二氧化钛、海泡石和木质纤维混合均匀，升温至85-95℃，保温1-3h然后加入硅烷偶联剂KH-570混合均匀，于1500-2500r/min转速搅拌1-3h，然后升温至100-120℃，干燥2-5h，冷却至室温后粉碎制得助剂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的航天工业用耐高温3D打印材料，其特征在于，改性助剂的制备工艺中，氯化铝溶液的物质的量浓度为0.1-0.3mol/L；氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.5-1.5mol/L。
8.根据权利要求1-7任一项所述的航天工业用耐高温3D打印材料，其特征在于，耐高温增强剂的原料按重量份包括：水性铝粉5-15份、醋酸钾3-9份、木炭粉末4-8份、滑石粉2-5份、碳酸氢钠1-3份、珍珠岩粉4-8份、膨胀蛭石2-5份、膨胀珍珠岩3-6份、滑石粉4-8份、纳米硫酸2-5份、质量百分数为4-6％的盐酸溶液5-15份、十六烷基三甲基溴化铵3-5份、硅烷偶联剂KH-5604-8份。
9.根据权利要求1-8任一项所述的航天工业用耐高温3D打印材料，其特征在于，耐高温增强剂按如下工艺进行制备：将水性铝粉与醋酸钾混合均匀，振荡3-5min，研磨10-30min，静置20-26h，然后于60-80℃恒温干燥20-28h，冷却至室温，研磨5-15min，接着水洗1-3次，烘干，研磨得到物料A；将木炭粉末、滑石粉、碳酸氢钠、珍珠岩粉、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、滑石粉和纳米硫酸钡放入煅烧炉中在820-920℃下煅烧2-5h，冷却，放入质量百分数为4-6％的盐酸溶液中浸泡1-3h，过滤取出，用清水洗净烘干，粉碎得到物料B；将十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂KH-560和水混合均匀，加热至80-90℃，接着加入物料A和物料B，加热至105-115℃，抽滤，干燥，冷却至室温得到耐高温增强剂。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的航天工业用耐高温3D打印材料的制备方法，其特征在于，包括：将ABS树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸树脂、磷酸三甲酯、古马隆树脂、环氧丙烯酸酯、乙烯-苯乙烯共聚物、三氧化二锑、纳米氧化镁、纳米氢氧化铝、重晶石粉、硼酸锌、甘油、硅烷偶联剂Z6011、改性填料、改性助剂和耐高温增强剂混合均匀，温至130-150℃，于800-1000r/min转速搅拌40-60min，超声震荡30-50min，然后加入氯化石蜡、硅烷偶联剂KH-570、苯乙烯、十二烷基苯磺酸钠、二乙基次膦酸铝、阻燃协效剂KF-100、十溴二苯乙烷、增韧体系和脱气剂混合均匀，于1200-1400r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温，用球磨机研磨粉碎并过15-25μm筛，即得到航天工业用耐高温3D打印材料。
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