[发明专利]一种可用于3D打印的超高分子量聚（甲基）丙烯酸酯粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化合物领域，具体是一种高热稳定性、尺寸可控、粒径均一的超高分子量聚(甲基)丙烯酸酯粉体的制备，该粉体可用于3D打印。

背景技术

选择性激光烧结(Selective laser sintering,SLS)是一种以激光为热源烧结粉末材料成形的快速成形技术。用高分子材料制作功能件是SLS技术的一个重要的发展方向，具有广阔的应用前景。聚(甲基)丙烯酸酯具有良好的光学性能，以及良好的耐化学试剂、耐溶剂性、耐候性能，广泛地应用于汽车、广告、医学、通讯及建筑等领域，在未来的3D打印中具有很好的应用前景。

SLS技术所用的成型材料要求为粒径在100微米以下的粉末材料，而且耐热性能要好。中国专利文献200810007467.3，使用分步乳液聚合的方法制备了超高分子量的聚丙烯酸酯共聚物，但是该种方法制备原料的聚(甲基)丙烯酸酯粉体材料尺寸大，稳定性能差，这严重限制了聚(甲基)丙烯酸酯粉体在3D打印中的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是制备得到一种具有高热稳定性及尺寸可控、粒径均一的超高分子量的聚合物粉体材料及其制备方法，还提供所述粉体材料用于3D打印的应用。

本发明通过如下技术方案实现：

一种超高分子量的聚(甲基)丙烯酸酯粉体，其特征在于，所述粉体包括如下原料：

(甲基)丙烯酸酯，其它烯烃不饱和单体，乳化剂，油溶性氧化剂，水溶性还原剂，离子络合剂，pH缓冲剂，其中，

所述乳化剂总重量为(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的10～30％；

所述油溶性氧化剂为(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的0.1～0.4％；

所述水溶性还原剂为(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的0.01～0.1％；

离子络合剂为(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的0.1～2％；

所述pH缓冲剂为(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的0.1～1％。

根据本发明，所述聚合物粉体的粘均分子量在400万以上，600万以上。优选800万以上，更优选1000万以上。优选地，在600万-100万之间。

根据本发明，所述聚合物粉体的平均粒径为10～100微米，优选20-90微米，更优选30-80微米，还优选40-70微米。

根据本发明，所述聚合物粉体的dw/dg可达到1.05。

根据本发明，所述乳化剂总重量优选为12-25％，更优选为15～20％。

所述油溶性氧化剂优选为0.15～0.35％，更优选为0.2～0.3％。

所述水溶性还原剂优选为0.02～0.09％，更优选为0.03～0.08％。

离子络合剂优选为0.14～1.5％，更优选为0.2～1.0％，还更优选为0.3～0.8％。

所述pH缓冲剂优选为0.2～0.5％，更优选0.3～0.4％。

本发明还提供了一种具有高热稳定性、尺寸可控的超高分子量聚(甲基)丙烯酸酯粉体的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)配制种子乳液：先投入部分(甲基)丙烯酸酯、其它烯烃不饱和单体、乳化剂、水和油溶性氧化剂，以及全部水溶性还原剂、离子络合剂及pH缓冲剂；

2)分段聚合反应：升温后分多段投入剩余的(甲基)丙烯酸酯、其它烯烃不饱和单体、乳化剂、再分多段投入剩余的水、最后投入剩余的油溶性氧化剂，得到聚(甲基)丙烯酸酯的悬浮溶液；

其中，上述两步反应中水的总重量与(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的比为1:1-1:10，优选1:5，更优选1:2。

乳化剂总重量为(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的10～30％，优选为12-25％，更优选为15～20％。

pH缓冲剂为(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的0.1～1％，优选为0.2～0.5％，更优选0.3～0.4％。

油溶性氧化剂为(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的0.1～0.4％,优选为0.15～0.35％％，更优选为0.2～0.3％。

水溶性还原剂为(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的0.01～0.1％，优选为0.02～0.09％，更优选为0.03～0.08％。

离子络合剂为(甲基)丙烯酸酯和其它烯烃不饱和单体的总重量的0.1～2％，优选为0.2～1.0％，还更优选为0.3～0.8％。