[发明专利]选择性激光烧结用尼龙共混聚乙烯粉末材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种选择性激光烧结用尼龙共混聚乙烯粉末材料及其制备方法。

背景技术

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)是目前应用广泛的快速成型技术之一，其以固体粉末为原料，采用分层-叠加原理直接从CAD模型制造三维实体，从理论上说，任何加热时粘度降低的粉末都可以作为SLS烧结材料，取材范围广是SLS工艺能够广泛应用于各领域的重要因素之一。用该方法对以恒定顺序对新施加的层进行重复照射可实现三维产品的简便且快速的制造。

制品无需经过注塑成型，即可获得强度高，韧性好的成型零件。可直接用于对模型进行强度、性能的检验，验证产品设计结构的合理性、制造工艺的可行性、造型的美观性，能够及时修改、完善产品设计，以满足市场的需要，从而大大缩短新产品的开发周期，降低研制成本，使企业具备更强的竞争能力。

用于由粉状聚合物制备模塑品的激光烧结方法详细描述于ZL200410030462.4和ZL200480032696.0专利中。可将聚合物和共聚物用于该应用场合，其实例为聚乙酸酯、聚丙烯、聚乙烯、离子交联聚合物和聚酰胺。SLS加工的前提是该材料为细粉末。

在实践中，常用于通过激光烧结法制备模塑品的具体材料为尼龙-12粉末(PA-12)。目前使用的聚酰胺粉末的缺点也在于经常导致不令人满意的机械性能。此外，如果模塑品暴露于含UV光的强照射下或者长时间直接曝晒下，则模塑品可能在随后的成品组件使用过程中发生黄变。现有方法制备的尼龙粉末用于SLS成型制造时仍存在许多缺陷，如粉末颗粒形状及粒径分布不够均匀、粉末耐热性能差、粉末材料烧结窗口窄等，现有尼龙粉末材料对烧结工艺及设备要求严格，烧结温度控制不当将导致烧结过程粉末的熔化难以控制或部件由于内应力而发生翘曲变形，从而影响SLS制件质量。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种选择性激光烧结用尼龙共混聚乙烯粉末材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种选择性激光烧结用尼龙共混聚乙烯粉末材料，由包含以下重量份的组分制成：

所述的尼龙选自尼龙6、尼龙66、尼龙1010或尼龙12中的一种或一种以上。

所述的聚乙烯选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或一种以上。

所述的表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱中的一种或一种以上。

所述的增容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐、(苯乙烯/丁二烯/苯乙烯)共聚物接枝马来酸酐或乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一种或一种以上。

所述的填料选自实心玻璃微珠、空心玻璃微珠、氧化铝或碳酸钙中的一种或一种以上。

所述的选择性激光烧结用尼龙共混聚乙烯粉末材料的粒径为40～140μm。

一种上述选择性激光烧结用尼龙共混聚乙烯粉末材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）尼龙、聚乙烯粉末的制备：

将700～800重量份尼龙与200～300重量份聚乙烯分别在冷冻设备中冷却到-60℃～-80℃，再进行粉碎，分别制得尼龙粉末、聚乙烯粉末；

（2）表面处理：

将步骤（1）中制得的尼龙粉末与聚乙烯粉末加入高速混合机中，再加入5～15重量份表面活性剂，搅拌均匀后用90℃～130℃烘干，制得基料；

（3）改性：

在步骤（2）制得的基料中加入10～100重量份的增容剂、30～200份填料，在高速混合机中混合均匀；

（4）筛分：

将步骤（3）中得到的混合料在机械振动筛中筛分，得到选择性激光烧结用尼龙共混聚乙烯粉末材料。

所述的步骤(1)中，使用棒销结构型粉碎机对尼龙、聚乙烯进行粉碎；其中棒销结构型粉碎机的旋转磨圆盘转速为200m/s～250m/s。

所述的步骤(2)中的高速混合机的主轴转速为800～1100r/min。

所述的步骤(3)中的高速混合机的主轴转速为1000～1300r/min。

所述的步骤(4)中的机械振动筛的振动速度为1000～2000RPM。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：