[发明专利]用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物加工技术领域，具体涉及一种用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末及其制备方法和在选择性激光烧结方面的应用。

背景技术

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)是一种快速成型技术，由计算机首先对三维实体进行扫描，然后通过高强度激光照射预先在工作台或零部件上铺上的材料粉末选择性地一层接着一层地熔融烧结，进而实现逐层成型的技术。SLS具有高度的设计柔性，能够制造出精确的模型和原型，可以成型具有可靠结构的可以直接使用的零部件，并且生产周期短，工艺简单，因此特别适合于新产品的开发。目前，SLS是增材制造技术中应用最广泛且最具市场前景的技术，近年来呈现出快速发展的趋势。

成型材料是影响SLS发展的一个重要因素，直接影响成型件的成型速度、精度，以及物理、化学性能及其综合性能。在成型材料中，相比于陶瓷粉末和金属粉末，聚合物粉末具有成型温度低、烧结激光功率小、精度高等优点。专利US6136948中详细地描述了利用聚合物粉末制备三维实体的SLS方法。尽管适用的成型材料种类繁多，但是能够直接应用于SLS技术并成功制造出尺寸误差小、表面规整的模塑品的聚合物粉末原料却很少。现有技术中，通常采用粉碎法、如深冷粉碎法来制备SLS用的粉末原料，这不仅需要特定设备，制备得到的粉末原料颗粒表面较粗糙、粒径不够均匀、形状不规则，不利于烧结成型体的形成，并影响成型体的性能。目前市场上适用于SLS技术的聚合物粉末原料匮乏，因此各种聚合物种类相应的固体粉末原料亟待开发。

尼龙是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂总称，无毒，具有优良的机械强度、耐磨性及耐腐蚀性，广泛应用于工业、医疗及纺织业。但是，随着科技的发展，对具有特殊功能性尼龙树脂材料的需求在不断增加。因此开发SLS用 的功能性尼龙树脂粉末，既能满足个性化的产品应用需求、又能满足人们对制品安全、卫生等性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种适用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末及其制备方法和应用。根据本发明提供的尼龙树脂粉末具有良好的抗氧化性、良好的粉末流动性、合适的尺寸大小、合适的堆密度、匀称的颗粒外形以及均匀的粒径分布，适用于选择性激光烧结来制备各种模塑品。

本发明提供了一种用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末的制备方法，所述方法包括以下步骤：

a)在加热温度下，将尼龙树脂溶解于酰胺类和/或醇类有机溶剂中，得到尼龙树脂溶液；

b)将步骤a)得到的尼龙树脂溶液降温，使固体沉淀析出，得到固液混合物；

c)在步骤b)得到的固液混合物中加入助剂，混合均匀；

d)固液分离，干燥固体，得到适用于激光烧结的尼龙树脂粉末；

其中，所述助剂包括功能性助剂、粉末隔离剂和抗氧剂。

根据本发明，在步骤a)中，所述尼龙树脂为尼龙56或尼龙610。

尼龙主要由石油化学法生产，如尼龙56由己二酸和戊二胺聚合而成。随着化石资源的日渐枯竭以及人们环保意识的加强，以生物质资源为原料生产的生物基尼龙，日渐发展为规模化工业生产和应用。尼龙56已发展出由赖氨酸经生物工程改造得到1,5-戊二胺，部分或全部使用1,5-戊二胺可以制得生物基尼龙56，相比石油基尼龙产品更具环保优势。制得的尼龙56纤维具有高吸水性、良好的耐磨性和机械性能，在工业领域完全可以替代传统的尼龙6和尼龙66，尤其在纺织行业更有着优异的应用。

优选地，在步骤a)中，以所述尼龙树脂为100重量份数计，所述有机溶剂用量为700-1100重量份数，优选为900-1000重量份数。

根据本发明，所述酰胺类优选为C₁-C₈酰胺，优选选自C₂-C₄酰胺，优选为N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺。

根据本发明，所述醇类优选为C₁-C₉脂肪醇，优选选自C₁-C₅脂肪醇，优选为甲醇和/或乙醇。

在一个更优选的实施方式中，所述有机溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺。