[发明专利]一种用于选择性激光烧结3D打印的聚丙烯粉末及其制备方法

说明书

本发明涉及3D打印材料领域，尤其涉及了一种用于选择性激光烧结3D打印的聚丙烯粉末及其制备方法。包括按重量份计的如下组分：聚丙烯树脂100份、马来酸酐接枝POE 8‑10份、成核剂3‑5份、耐候剂3‑5份、润滑剂3‑5份、抗静电剂0.1‑0.5份、疏水型气相法白炭黑0.2‑0.4份。通过本发明制备的聚丙烯粉末材料流动性好，打印工艺稳定，烧结件尺寸精度好，韧性高，抗冲击强度高。

技术领域

本发明涉及3D打印材料领域，尤其涉及了一种用于选择性激光烧结3D打印的聚丙烯粉末及其制备方法。

背景技术

3D打印（即增材制造）技术是一种以数字模型文件为基础，通过增加材料逐层制造的方式来构建实体的快速成型的先进制造技术，涉及材料学、信息学、精密机械工程等多个方面，在现代制造业中具有非常强的竞争力。近20年来，3D打印技术作为新兴的快速成型技术，发展十分迅速，在工业制造、航空航天、国防军工、生物医学能源等国民经济和高科技领域有十分中国要的应用。其类型包括熔融沉积技术、选择性激光烧结技术、光固化成型技术和分层实体制造技术。

选择性激光烧结（SLS）技术是3D打印最重要的加工技术之一，C.R.Dechard等在专利US4863538中首次提出选择性激光烧结思想并于1989年成功研制出激光烧结工艺。简单的说，激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末，则即可得到烧结好的零件。选择性激光烧结技术具有诸多优点，如粉末选材广泛、适用性广、制造工艺比较简单、成形精度高、无需支撑结构、可直接烧结零件，因此在现代制造业中受到越来越广泛的重视。

用于SLS技术的成型材料种类较为广泛，包括高分子、石蜡、金属、陶瓷以及它们的复合材料。在可用于激光烧结的材料中，聚合物材料因其优异的性能备受关注，但是目前能够直接应用于SLS技术并成功制造出尺寸误差小、表面规整、孔隙率低的模塑品的聚合物粉末原料却鲜少，市场上主要以尼龙为主，约占整个SLS聚合物粉末用量的95%，急需开发出更多种类的聚合物粉末材料。

聚丙烯具有密度小、强度高、耐热、绝缘性好、价格低廉以及优良的化学稳定性等优点，是目前研究和应用都十分广泛的通用塑料之一，也成为SLS技术应用材料的研究热点之一。但由于聚丙烯存在抗冲击性能差、韧性差、成型收缩率大等缺点，因此在SLS技术的应用上存在烧结过程中容易翘曲变形，烧结件的尺寸精度较差，脆性高，韧性低，易破损等问题。因此，如何制备出适用于选择性激光烧结3D打印用高性能聚丙烯材料成为该领域的研究重点。

发明内容

本发明提供了一种适用于选择性激光烧结3D打印的聚丙烯粉末材料的制备方法，通过本发明制备的聚丙烯粉末材料流动性好，打印工艺稳定，烧结件尺寸精度好，韧性高，抗冲击强度高。

一种用于选择性激光烧结3D打印的聚丙烯粉末，包括按重量份计的如下组分：聚丙烯树脂100份、马来酸酐接枝POE 8-10份、成核剂3-5份、 耐候剂3-5份、 润滑剂3-5份、抗静电剂0.1-0.5份、疏水型气相法白炭黑0.2-0.4份。

在一个实施方式中，所述的聚丙烯树脂是经过四甲基四乙烯基环四硅氧烷（D4vi）交联缩合处理后的。

在一个实施方式中，所述的聚丙烯粉末中还负载有导热颗粒。

在一个实施方式中，所述的导热颗粒是Al₂O₃。

在一个实施方式中，所述成核剂为N,N’-二环己基对苯二甲酰胺、N,N’-二环己基对苯二甲酰胺、辛二酸钙、庚二酸钙中的一种。