[发明专利]3D打印用球形粉体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印用球形粉体材料及其制备方法，所述球形粉体材料的制备原料包括热塑性树脂、改性硅油、乳化剂，所述改性硅油的粘度为600mpa·s～8000mpa·s，所述热塑性树脂在所述原料中所占质量分数为1％～40％；制备方法包括：S1、在反应器中将所述原料进行混合，然后粉碎；S2、升温至所述树脂熔点以上10℃～100℃；S3、冷却，分离，干燥后得到粉末产品。本发明的目的在于解决选择性激光烧结打印粉末球形度不高、流动性难以满足要求以及升温乳化过程中树脂粉末容易粘结的技术问题。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，更具体地涉及一种3D打印用球形粉体材料及其制备方法。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。近年来随着互联网技术的成熟而得到了比较迅速的发展，但3D打印耗材遇到的困难比较多，成为了3D打印技术发展普及的瓶颈。

3D打印中的选择性激光烧结(SLS)工艺与三维印刷(3DP)工艺用到的粉材要求粒径在10～100微米，外观为球型或近球型，表面光洁度好，流动性好，这样有利于铺粉，从而大规模生产制备。现有制备SLS用粉末方法包括低温机械粉碎法与溶剂法，但各自存在一定的缺陷，低温机械粉碎法虽然工艺简单，但是制备的粉末粒径分布不均匀，形状非常不规则，对SLS烧结件的成型精度和性能造成了很大影响。于是产生了低温机械粉碎法和溶剂法的结合工艺：在溶剂中粉碎，可以降低粉碎工具的温度上升，避免粘结粉碎工具以及树脂粉末的团聚现象，树脂在溶剂中乳化又可以形成球形结构，提高流动性。然而，该方法仍然存在一定问题：粉碎后乳化时，必须把温度升温到树脂熔点以上，在这个过程中树脂粉末仍然非常容易相互粘连，团聚，甚至粘在粉碎工具上，导致生产失败。此外，一些其它技术得到的产品表面的光洁度不高，流动性难以满足要求，或者混合型溶剂种类太多，而对材料种类的选择面却比较窄，成本高，规模工业化生产时的安全性差，管理难度大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种3D打印用球形粉体材料及其制备方法，其目的在于解决选择性3D打印粉体球形度不高、流动性难以满足要求以及升温乳化过程中树脂粉末容易粘结的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种3D打印用球形粉体材料，所述粉体材料的制备原料包括热塑性树脂、改性硅油、乳化剂，所述改性硅油的粘度为600mpa·s～8000mpa·s，所述热塑性树脂在所述原料中所占质量分数为1％～40％。

优选地，所述原料还包括粘度改进剂，所述粘度改进剂为低沸点硅油或煤油，所述粘度改进剂的沸点为100℃～180℃。

优选地，所述低沸点硅油的基团包括甲基、氨基、羧基、羟基、苯基、氰基、氟基、醚基中的任意一种或多种。

优选地，所述改性硅油的基团包括甲基、氨基、羧基、羟基、苯基、氰基、氟基、醚基中的任意一种或多种；所述热塑性树脂为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚碳酸酯、尼龙、ABS中的任意一种或多种。

按照本发明的另一方面，提供了一种3D打印用球形粉体材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、在反应器中将所述原料进行混合，然后粉碎；

S2、升温至所述热塑性树脂熔点以上10℃～100℃；

S3、冷却，分离，干燥后得到球形粉体产品。

优选地，所述步骤S2还包括蒸馏回收工艺，所述蒸馏回收工艺为在升温过程中，将所述粘度改进剂蒸馏出来，进行降低粘度的循环使用。

优选地，还包括将所述粉末产品中粒径大于80μm的粉体进行回收再乳化步骤。

优选地，所述步骤S1的混合方法为：将所述热塑性树脂先在所述粘度改进剂中低温浸泡，然后再与所述改性硅油与乳化剂进行混合。