[发明专利]一种选择性激光烧结用尼龙粉末及其制备方法

说明书

本发明提供一种选择性激光烧结用尼龙粉末制备方法，包括如下步骤：将石墨烯粉末加入硝酸钠和硫酸的混合溶液，冰水浴下搅拌并加入高锰酸钾，加热反应，再加入双氧水中和，超声、抽滤、洗涤、烘干后得到氧化石墨烯粉；将氧化石墨烯粉末、二元胺、二元酸、抗氧剂和水加入聚合釜中，聚合制得石墨烯添加的改性尼龙粒料；将以上尼龙粒料、醇、抗氧剂、氧化石墨烯加入反应釜，经加热、搅拌、冷却、抽滤、干燥制得尼龙粉末；将尼龙粉末、抗氧剂和流动助剂混合，得到选择性激光烧结用尼龙粉末。本发明中的选择性激光烧结用尼龙粉末有更高的结晶度，强度更高。

技术领域

本发明涉及选择性激光烧结领域，具体涉及一种选择性激光烧结用尼龙粉末及其制备方法。

背景技术

在选择性激光烧结技术(Selective Laser Sintering，简称SLS)是目前一种被广泛应用的快速成型技术，其成型工艺原理是：首先建立目标零件的计算机三维模型，然后用分层软件将三维模型进行切片处理，得到每一个加工层面的数据信息，在计算机控制下，根据切片层面信息，利用激光束对可热熔的粉末材料逐层扫描烧结，最终完成目标零件的加工制造。

碳元素是地球含量最多的元素之一，生活中人们常见的是石墨和钻石。而在最近的几十年里，碳的其他同素异形体也被相继发现，富勒烯、碳纳米管和石墨烯都是其中的一份子。石墨烯是以SP2杂化的碳原子构成的二维碳原子片，其中碳原子呈六方蜂窝状。由于是由一层碳原子构成，所以也被认为是宇宙上最薄的材料。

氧化石墨烯是一种表面功能化的石墨烯。一般所说的氧化石墨烯是单层结构的，与石墨烯相似，但氧化石墨烯的表面大都含有一些微小的缺陷孔洞，在孔洞边缘以及片层边缘带有丰富的含氧官能团。氧化石墨烯的基面上含有羟基和环氧基，而在边缘处则含有羧基和羟基。这些功能性基团赋予了氧化石墨烯一些新的特性，如分散性、亲水性、与聚合物的兼容性等。

但氧化石墨烯在聚合物基体中分散不好，其团聚会造成氧化石墨烯参与反应不充分，且团聚颗粒容易成为应力集中点，而使改性材料的缺陷增多，这反而导致了与增强目的相反的结果。如何实现氧化石墨烯在聚合物基体中的良好分散，是制备纳米改性材料的关键。

发明内容

为了改善选择性激光烧结技术中的石墨烯粉末添加材料团聚的问题，实现石墨烯粉末的分散和增强作用，本发明提供一种选择性激光烧结用尼龙粉末及其制备方法。该方法将石墨烯粉末进行氧化处理，再通过聚合反应使得改性石墨烯粉末接到尼龙分子链上，将聚合后的尼龙树脂通过溶剂法制成粉末，再加入氧化石墨烯粉末作为成核剂，最终得到石墨烯粉末改性的尼龙粉末。

本发明提供一种选择性激光烧结用尼龙粉末制备方法，包括如下步骤：

(1)将石墨烯粉末加入硝酸钠和硫酸的混合溶液，冰水浴下搅拌并加入高锰酸钾，加热反应，再加入双氧水中和，超声、抽滤、洗涤、烘干后得到氧化石墨烯粉末；

(2)将氧化石墨烯粉末、二元胺、二元酸、抗氧剂和水加入聚合釜中，聚合制得尼龙粒料；

(3)将所述尼龙粒料、醇、抗氧剂、氧化石墨烯加入反应釜，经加热、搅拌、冷却、抽滤、干燥制得尼龙粉末；

(4)将尼龙粉末、抗氧剂和流动助剂混合，得到选择性激光烧结用尼龙粉末。

进一步优选地，步骤2中各组分比例为：氧化石墨烯粉末1-5份，二元胺40-50份，二元酸40-50份，抗氧剂0.1-1份，水40-80份；

进一步优选地，所述二元酸为己二酸、癸二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸和十四碳二酸中的一种或多种。

进一步优选地，所述二元胺为己二胺、癸二胺、十一碳二胺、十二碳二胺、十三碳二胺和十四碳二胺的一种或多种。