[发明专利]一种回收尼龙制备聚酰胺粉末的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种回收尼龙制备聚酰胺粉末的方法，属于先进快速制造领域。

背景技术

选择性激光烧结(selectivelasersintering,SLS)是一种用激光烧结粉末材料成形的快速成 型技术。SLS技术采用离散堆积成形的原理，借助于计算机辅助设计与制造将固体粉末材料 直接成形为三维实体零件，不受成型件复杂程度的影响。SLS可以成形多种材料，包括高分 子、金属及陶瓷等。SLS最大的优点在于选材较为广泛，如尼龙、蜡、ABS(丙烯腈、丁二 烯和苯乙烯的三元共聚物)、树脂裹覆砂(覆膜砂)、聚碳酸脂(Polycarbonates，PC)、金属 和陶瓷粉末等都可以作为烧结对象。由于高分子材料与金属及陶瓷材料相比具有成型温度低、 烧结激光功率小、精度高等优点，成为目前应用最多也是应用最成功的SLS材料。最常应用 的高分子材料粉末为尼龙及尼龙复合材料粉末。

尼龙粉末的制备方法通常有三种：直接聚合法、机械粉碎法(也称深冷粉碎法)、溶剂沉 积法。直接聚合法是用特殊的聚合技术，从原料单体直接得到粉末状聚合体，通过抗静电剂、 抗凝剂及分散剂等作用使形成的聚酰胺分子以微米或纳米级存在。但工艺要求严格，难以大 规模工业化生产。机械粉碎法是利用粉碎机将尼龙粒子在液氮中冷却机械粉碎和球磨。该法 需深度冷却设备，生产过程中需要大量深度冷却的载体，最主要的问题是得到的微粒形状不 规则，很难得到球形微粒。溶剂沉积法是利用尼龙在溶剂中高温下溶解性好，而在低温下几 乎不溶于该溶剂的特性，选择溶剂于高温下将尼龙溶解，边剧烈搅拌边冷却得到粉末状沉淀。 现在通常所用溶剂为醇类，如甲醇、乙醇、乙二醇、硝基乙醇等。专利200710055153.6公开 了一种利用DMF(N-甲基甲酰胺)制备尼龙粉末的方法，是将尼龙树脂溶解于DMF溶剂中， 经高温保压、冷却烘干制得尼龙粉末。此方法制备尼龙粉末平均粒径在60μm以上，不适合 激光烧结工艺用。

专利CN200710053225.3公开了一种无机纳米粒子增强尼龙选择性激光烧结成型件的方 法。使用的无机纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙或纳米 氧化锌。无机纳米粒子以纳米尺度分散在尼龙基体中，对尼龙SLS成型件同时具有增强、增 韧作用。

专利CN200710053667.8公开了一种粘土增强尼龙选择性激光烧结成型件的方法。将有机 化粘土与尼龙树脂、溶剂、抗氧剂等混合物加热，冷却、减压，析出粉末聚集体。尼龙大分 子进入粘土片层结构，制备并成形尼龙/粘土插层型纳米复合材料，提高尼龙SLS成型件刚性 的同时，冲击强度不下降或略有提高。其特征在于尼龙树脂为熔点小于等于200℃的尼龙树 脂。

专利CN200710053225.3和专利CN200710053667.8实施例中采用的尼龙为尼龙11与尼 龙12。但尼龙6、尼龙66由于氢键极性太强，很难用醇溶解，只能用强酸如甲酸、浓硫酸等 溶解。此强酸作为溶剂不适合大规模工业化应用，操作的安全性和对设备的腐蚀性都是目前 无法解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种回收尼龙制备聚酰胺粉末的方法，所述粉末具有较好的流动性 能和力学性能，适用于激光烧结快速成型工艺。

本发明所述的回收尼龙制备聚酰胺粉末的方法包括：

(1)将回收尼龙与扩链剂、增强剂、成核剂和抗氧剂混合，在200-240℃下熔融挤出， 得到尼龙切片。

(2)将尼龙切片与爽滑脱模剂溶解在溶剂中，在180-240℃下搅拌1-3小时，然后冷却 至固体析出，干燥粉碎后得到所述聚酰胺粉末。

根据本发明，步骤(1)中的回收尼龙为回收尼龙6或尼龙66。由于两者氢键作用强且 极性较高，一般采用强酸(如甲酸或浓硫酸)才能溶解，不能通过现有技术中采用温和溶剂 溶解尼龙11和尼龙12的方法进行回收。而经过使用后的回收尼龙分子量较小，氢键破坏严 重，溶解性比原材料尼龙6及尼龙66大大改善，因此得到的尼龙切片可以溶解在较为温和的 溶剂中。另外，回收尼龙一般为切片，增强剂等助剂一般为粉末，在混合过程中加入几滴白 油可以起到助分散剂作用，使切片和粉末粘在一起便于分散和混合均匀，粉料不至于沉至搅 拌器底部。