[发明专利]一种选择性激光烧结用聚酰胺610粉末材料及制备方法

说明书

本发明提供的一种选择性激光烧结用聚酰胺610粉末材料及其制备方法，将聚酰胺610树脂与溶剂按1∶4～20的质量比混合在密闭的反应釜中，抽真空、充氮气保护，在持续搅拌的条件下将物料反应最高温度加热至140～180℃，保温时间为1～300min，然后将所述物料反应最高温度降至低于物料析出温度5～10℃，所需的降温时间为60～180min，再经离心、干燥和筛分得到PA610粉末；将以质量百分比计的下述组分：PA610粉末96～99.98％，粉末流动助剂0.01～2.0％，粉末抗氧剂0.01～2.0％混合、过筛得到平均粒径为30～120μm适用于选择性激光烧结用聚酰胺610粉末材料。通过本发明所制获的聚酰胺610粉末材料粒径分布均匀且集中，颗粒球形度高，其制备工艺简单，成本低廉，尤其适合SLS成型工艺。

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺610粉末材料及制备方法，具体涉及一种选择性激光烧结用聚酰胺610粉末材料及制备方法。

背景技术

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)是通过选择性地熔合多个粉末层来制造三维物体的一种方法，该方法允许不使用工具加工而只需根据待生产物体的三维图像通过激光烧结粉末的多个重叠层，来获得三维实体。该方法主要使用热塑性聚合物来完成，专利US61013610948和WO96100610881对这种使用粉末状聚合物制造三维物体的方法进行了详细的描述。

目前选择性激光技术主要采用聚酰胺11和聚酰胺12作为主要的原材料，为进一步拓展技术应用范围扩展，使用聚酰胺610材料作为原材料是目前研究的方向之一。目前PA610粉末制备主要采用低温冷冻粉碎工艺，其原理是将聚合物与冷源进行热交换，使物料降温到脆化状态，脆化后的物料在粉碎腔中通过粉碎机构进行无数次的撞击最后成为细小颗粒状。采用该工艺制备得到的粉末颗粒形状不规则，粉末流动性偏差；其粉末粒径分布宽，而适用于选择性激光烧结的粉末颗粒较佳粒径范围在30～120微米，筛分处理后收率降低，对材料造成浪费。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的是提供一种粒径分布均匀且集中、颗粒球形度高、制备工艺简单、成本低廉的选择性激光烧结用聚酰胺610粉末材料及制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种选择性激光烧结用聚酰胺610粉末材料，以质量百分比计包括下述组分：PA610粉末96～99.98％，粉末流动助剂0.01～2.0％，粉末抗氧剂0.01～2.0％。目前选择性激光技术主要采用聚酰胺11和聚酰胺12作为主要的原材料，为进一步拓展技术应用范围扩展，使用聚酰胺610粉末材料作为原材料是目前研究的方向之一。PA610是一类性能优异的热塑性工程塑料，其大分子结构中含有大量的酰胺基团，大分子末端为氨基或羧基，是一种强极性，能形成氢键且具有一定反应活性的半结晶性聚合物。PA610材料相对密度较小，吸水性低于短链尼龙，尺寸稳定性好，成型加工容易。机械强度高，能耐强碱、弱酸。PA 610广泛用于机械制造、汽车、拖拉机中做齿轮、轴承、衬垫、密封材料、储油容器、输油管，纺织机械零件、绳索、鬃丝、银锌电池壳等。粉末流动助剂有助于提高选择性激光烧结用聚酰胺610粉末材料的流动性，保证烧结过程中粉末铺送的稳定性，从而提高烧结成品率，抗氧化剂则有助于提高粉末的抗氧化性。粉末抗氧剂用于防止选择性激光烧结用聚酰胺610粉末材料因氧化降解而失去强度和韧性。

作为本发明的进一步优选方案，所述粉末流动助剂为纳米碳酸钙、纳米滑石粉、纳米白炭黑、纳米氧化锌、纳米硬脂酸镁和纳米氧化镁中的一种或几种。

作为本发明的进一步优选方案，所述粉末抗氧剂包括：质量分数为40％-90％的受阻酚类抗氧剂和质量分数为10％～60％的亚磷酸脂类抗氧剂，其中受阻酚类抗氧剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、2，6-二叔丁基-4-甲基-苯酚、N，N’-二(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰胺)中的一种或几种，亚磷酸脂类抗氧剂为2，2’-亚乙基双(4，6-二叔丁基苯基)氟代亚磷酸酯、四(2，4-二叔丁基苯基)-4，4’-联苯基双亚磷酸酯中的一种或几种。