[发明专利]一种基于聚酰胺的粉末合金材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于聚酰胺的粉末合金材料，所述粉末合金材料的各组分及质量含量为：聚酰胺粉末为40％～97.8％，特种工程塑料粉末或热塑性聚酯粉末为1％～50％，粉末相容剂为1％～10％，粉末流动助剂为0.1％～2％，粉末抗氧剂为0.1％～1％，所述聚酰胺粉末与特种工程塑料粉末或热塑性聚酯粉末的熔点相同或相近。本发明中，由于聚酰胺粉末和特种工程塑料粉末或热塑性聚酯粉末的熔点和结晶点相近，满足选择性激光烧结工艺的基本要求，特种工程塑料粉末或热塑性聚酯粉末的低吸水性能够很好的弥补聚酰胺粉末的缺点，所得粉末合金材料具有较好的粉末流动性、采用其烧结的制件具有较好的物理机械性能。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种基于聚酰胺的粉末合金材料及其制备方法。

背景技术

选择性激光烧结(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US6136948和WO9606881 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。

聚酰胺俗称尼龙，简称PA，是一种广泛地应用在机械、汽车、电器、纺织器材、化工设 备、航空、冶金等领域的工程塑料，其具有优良的力学性能，自润性、耐摩擦性好，优良的耐热性，优异的电绝缘性能和耐气候性，但由于分子主链含有大量的酰胺基团导致，聚酰胺吸水率大，饱和水可达到3％以上，同时聚酰胺具有干态冲击性能差和成型收缩率高的缺点， 在一定程度上，影响制件的尺寸稳定及力学性能，限制了其应用。随着近年来选择性激光烧 结技术的发展，对材料具有复合性能提出更多要求，目前选择性激光烧结技术所使用的粉末 材料种类不多，主要以尼龙等半结晶热塑性材料为主，暂未有相关粉末合金材料的应用。选 择性激光烧结技术对材料要求比较苛刻，材料需要有较窄的熔化区间及较宽的烧结窗口，为 了满足选择性激光烧结粉末合金材料的应用需求，急需开发一些具有生产成本低、力学性能、 耐疲劳性能、阻燃性和化学稳定性好等特点的粉末合金材料，特别是吸水率低和尺寸稳定性 好的优点。

发明内容

本发明提供一种基于聚酰胺的粉末合金材料及其制备方法。由于本发明中的聚酰胺粉末 和特种工程塑料粉末或热塑性聚酯粉末的熔点相同或相近，满足选择性激光烧结工艺的基本 要求，特种工程塑料粉末或热塑性聚酯粉末的低吸水性能够很好的弥补聚酰胺粉末的吸水性 高的缺点，同时，基于聚酰胺，加入特种工程塑料粉末或热塑性聚酯粉末，能提供更好的力 学性能、耐疲劳性、阻燃性和化学稳定性等优点，特别是降低粉末合金材料的吸水率，保证 尺寸稳定性。

本发明提供的一种基于聚酰胺的粉末合金材料，所述粉末合金材料的各组分及质量含量 为：聚酰胺粉末为40％～97.8％，特种工程塑料粉末或热塑性聚酯粉末为1％～50％，粉末相容 剂为1％～10％，粉末流动助剂为0.1％～2％，粉末抗氧剂为0.1％～1％，所述聚酰胺粉末与特种 工程塑料粉末或热塑性聚酯粉末的熔点相同或相近。

进一步地，所述聚酰胺粉末为PA6、PA46、PA66、PPA、PA610、PA612及其他共聚聚酰胺 粉末中的一种或几种。

进一步地，所述粉末相容剂为苯乙烯一马来酸酐交替共聚物、硅烷接枝聚乙烯、马来酸 配接枝苯乙烯一乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物及马来酸配接枝乙烯一辛烯弹性体中的一种或 两种以上的混合物

进一步地，所述特种工程塑料粉末为聚苯硫醚(PPS)、聚芳醚酮(PAEK)、聚酰亚胺(PI)、 聚芳酯(PAR)、聚砜(PSF)粉末中的一种或几种。

进一步地，所述热塑性聚酯粉末为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇 酯(PET)粉末中的一种或两种。

进一步地，所述聚酰胺粉末为PA46粉末，所述特种工程塑料粉末为聚苯硫醚(PPS)粉 末、聚砜(PSF)粉末中的一种或两种。