[發明專利]選擇性激光燒結用尼龍共混聚乙烯粉末材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310187465.8
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN104164080A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 楊桂生;趙陳嘉
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08L23/06;C08L51/06;C08L51/00;C08K13/04;C08K13/02;C08K7/28;C08K7/20;C08K3/22;C08K3/26;C08K5/42
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，涉及一種選擇性激光燒結用尼龍共混聚乙烯粉末材料及其制備方法。

背景技術

選擇性激光燒結(Selective?Laser?Sintering，簡稱SLS)是目前應用廣泛的快速成型技術之一，其以固體粉末為原料，采用分層-疊加原理直接從CAD模型制造三維實體，從理論上說，任何加熱時粘度降低的粉末都可以作為SLS燒結材料，取材范圍廣是SLS工藝能夠廣泛應用于各領域的重要因素之一。用該方法對以恒定順序對新施加的層進行重復照射可實現三維產品的簡便且快速的制造。

制品無需經過注塑成型，即可獲得強度高，韌性好的成型零件。可直接用于對模型進行強度、性能的檢驗，驗證產品設計結構的合理性、制造工藝的可行性、造型的美觀性，能夠及時修改、完善產品設計，以滿足市場的需要，從而大大縮短新產品的開發周期，降低研制成本，使企業具備更強的競爭能力。

用于由粉狀聚合物制備模塑品的激光燒結方法詳細描述于ZL200410030462.4和ZL200480032696.0專利中。可將聚合物和共聚物用于該應用場合，其實例為聚乙酸酯、聚丙烯、聚乙烯、離子交聯聚合物和聚酰胺。SLS加工的前提是該材料為細粉末。

在實踐中，常用于通過激光燒結法制備模塑品的具體材料為尼龍-12粉末(PA-12)。目前使用的聚酰胺粉末的缺點也在于經常導致不令人滿意的機械性能。此外，如果模塑品暴露于含UV光的強照射下或者長時間直接曝曬下，則模塑品可能在隨后的成品組件使用過程中發生黃變。現有方法制備的尼龍粉末用于SLS成型制造時仍存在許多缺陷，如粉末顆粒形狀及粒徑分布不夠均勻、粉末耐熱性能差、粉末材料燒結窗口窄等，現有尼龍粉末材料對燒結工藝及設備要求嚴格，燒結溫度控制不當將導致燒結過程粉末的熔化難以控制或部件由于內應力而發生翹曲變形，從而影響SLS制件質量。

發明內容

本發明的目的在于為克服現有技術的缺陷而提供一種選擇性激光燒結用尼龍共混聚乙烯粉末材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種選擇性激光燒結用尼龍共混聚乙烯粉末材料，由包含以下重量份的組分制成：

所述的尼龍選自尼龍6、尼龍66、尼龍1010或尼龍12中的一種或一種以上。

所述的聚乙烯選自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯中的一種或一種以上。

所述的表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基乙氧基磺基甜菜堿中的一種或一種以上。

所述的增容劑選自聚乙烯接枝馬來酸酐、(苯乙烯/丁二烯/苯乙烯)共聚物接枝馬來酸酐或乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一種或一種以上。

所述的填料選自實心玻璃微珠、空心玻璃微珠、氧化鋁或碳酸鈣中的一種或一種以上。

所述的選擇性激光燒結用尼龍共混聚乙烯粉末材料的粒徑為40～140μm。

一種上述選擇性激光燒結用尼龍共混聚乙烯粉末材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）尼龍、聚乙烯粉末的制備：

將700～800重量份尼龍與200～300重量份聚乙烯分別在冷凍設備中冷卻到-60℃～-80℃，再進行粉碎，分別制得尼龍粉末、聚乙烯粉末；

（2）表面處理：

將步驟（1）中制得的尼龍粉末與聚乙烯粉末加入高速混合機中，再加入5～15重量份表面活性劑，攪拌均勻后用90℃～130℃烘干，制得基料；

（3）改性：

在步驟（2）制得的基料中加入10～100重量份的增容劑、30～200份填料，在高速混合機中混合均勻；

（4）篩分：

將步驟（3）中得到的混合料在機械振動篩中篩分，得到選擇性激光燒結用尼龍共混聚乙烯粉末材料。

所述的步驟(1)中，使用棒銷結構型粉碎機對尼龍、聚乙烯進行粉碎；其中棒銷結構型粉碎機的旋轉磨圓盤轉速為200m/s～250m/s。

所述的步驟(2)中的高速混合機的主軸轉速為800～1100r/min。

所述的步驟(3)中的高速混合機的主軸轉速為1000～1300r/min。

所述的步驟(4)中的機械振動篩的振動速度為1000～2000RPM。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和有益效果：