SLS 快速原型件后处理剂的制备与应用.PDF

SLS 快速原型件后处理剂的制备与应用 选择性激光烧结（SLS ，selective laser Sintering ）快速成型技术是近年来 发展的一种新型制造技术。SLS快速成型技术主要包括工艺设备、成型材料、软 件技术三个方面，其中成型材料非常关键，报道中的新工艺往往应用了新材料。 然而开发SLS快速成型的粉末材料具有相当的难度，所用材料烧结成型时常伴随 着熔体的收缩，制件的翘曲、变形等，粉末颗粒间结合不牢，空隙多，故直接烧 结所得原型件的强度不能满足制作功能键的需要。目前主要运用对原型件进行后 处理的方法来增强其强度。本研究制备出一种更优的后处理剂，以满足制件的使 用要求。 一、实验部分 1、主要试剂 环氧树脂：E-51 ，环氧值0.515 ，工业级，上海树脂厂；环氧树脂：环氧值 0.525 ，工业级，蓝星新材料无锡树脂厂；稀释剂A ：工业级，无锡树脂厂；己 二胺：CP ，天津化学试剂厂；乙二胺：CP ，武汉江北化学试剂厂；二乙烯三胺： CP ，湖北大学化工厂；四乙烯五胺：CP ，湖北大学化工厂；苯酚：AR ，长沙化 玻公司；甲醛溶液：AR ，湖北大学化工厂；甲苯：AR ，沙市分路口化工厂；苯 酰胺、650固化剂、L固化剂：工业级，江西省宜春市远大化工有限公司；调节 剂（有机酚类）：CP ，长沙化玻公司。T-31固化剂：自制。 2、主要仪器 旋转型粘度计：NDJ-7 ，上海天平仪器厂；电热恒温水浴锅：DSY-1-2型， 北京国华医疗仪器厂；定时电动搅拌器：JJ-1 ，郑州杜甫仪器厂；循环水式真空 泵：SHZ-D型，巩义市英峪予华仪器厂；台式电子拉力试验机：LDT型，广州材 料试验机厂：调温恒温电热套：98-1-B型，天津市泰斯特仪器有限公司；电热 恒温鼓风干燥箱：101-1-BS型，上海跃进医疗器械厂。 3、后处理剂的制备 （1 ）环氧树脂固化剂T-31的制备 后处理剂选用的环氧树脂固化剂以改性胺类为佳，本实验室利用合成曼尼希 固化剂的方法，制备T-31 ，据所选甲醛的不同，分为滴加液体甲醛法和一次加 入固体甲醛法。 ①滴加液体甲醛法 方法一：将苯酚、甲醛加入带回流冷凝管的三口烧瓶中，将温度控制在55℃， 搅拌，保温1.5h ，再滴加二乙烯三胺，反应2h后，升温至70℃反应1h ，于80℃ 回流1h左右再略降温，70 ～80℃开始减压蒸馏。当无气泡时停止蒸馏，得曼尼 斯改性固化剂T-31 ，记为T-31固化剂Ⅰ。 方法二：在带有回流冷凝管搅拌器的反应釜中，加入苯酚和乙二胺，升温溶 解后，在50 ～60℃时，滴加37%液态甲醛溶液，并严格控制滴加速度（20滴/min 为宜），以调节反应进程，甲醛滴加完毕，升温至80℃，回流反应约2h ，然后降 温至60℃，真空脱水，控制脱水量及粘度，得到粘稠状液体产品，记为T-31固 化剂Ⅱ。 ②固体甲醛（低摩尔质量多聚甲苯）法 在带有回流冷凝器和搅拌器的反应釜中，于室温下投入定量的烷基酚和多元 胺，加热使其溶解，然后一次投入多聚甲醛，体系升温至75℃，此时固体甲醛 开始完全溶解，反应开始，停止加热，利用体系自身反应热使体系温度升至 100℃，待体系温度下降至不再变化后，得到澄清液体，然后升温，真空脱水至 120℃，得T-31产品，记为T-31固化剂Ⅲ。重复实验，产品记为T-31固化剂Ⅳ。 （2 ）含不同量稀释剂A的环氧树脂粘度的测定 在100g环氧树脂（0164或E-51 ）中，逐步加入0、5、10、15、20、25、 30、35g稀释剂A ，分别测定它们的粘度，得到含不同量稀释剂A的环氧树脂的 粘度。 （3 ）不同固化剂对不同树脂固话时间的测定 在100g环氧树脂（0164或E-51 ）中，加入不同的固化剂，从加入时开始记 时，至混合物出现凝胶或暴聚为止。 （4 ）后处理剂的制备及使用 基本实验配方如下：A组分：环氧树脂100份，环氧树脂稀释剂20份；B组 分：环氧树脂固化剂30份，调节剂5份。 称量原型件的质量：按照上述配方的比例，称取适量环氧树脂、稀释剂，混 合均匀，得到A组分，称适量固化剂及调节剂，得到B组分；将B组分加到A组分 中，混合搅拌均匀，立即用毛刷沾取，涂抹在原型件表面，进行渗透。采用单面 渗透的方式，保持渗透面的湿润状态，知道树脂完全渗透原型件为止；用滤纸擦 去原型表面的树脂，于常温下固化数小时，再于40 ～