[發明專利]一種選擇性激光燒結用聚酰胺材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710627427.8
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107286338A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 黃敏;文杰斌;李中元;陳禮
• 申請（專利權）人: 湖南華曙高科技有限責任公司
• 主分類號: C08G69/36
• 分類號: C08G69/36;B33Y70/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于增材制造技術領域，具體涉及一種選擇性激光燒結用聚酰胺材料及其制備方法。

背景技術

3D打印技術是增材制造技術的通稱，是一項具有數字化制造、高度柔性和適應性、直接CAD模型驅動、快速、材料類型豐富多樣等鮮明特點的先進制造技術，其可將原型的幾何形狀、結構和所選材料的組合信息建立數據化描述模型，之后把這些信息輸出到計算機控制的機電集成制造系統進行逐點、逐線、逐面的三維堆砌成型生產三維實體。相對于傳統的減材制造加工技術，增材制造技術無需原胚和模具就能直接通過計算機模型數據，通過逐層疊加的方法生產任何所需的實體件，能夠有效的簡化產品的制造程序、縮短產品的研制周期，提高效率并降低成本。3D打印技術已廣泛應用于航空航天、汽車制造、模具制造、生物工程及醫療、建筑、藝術制造等諸多領域。選擇性激光燒結技術（SLS）是目前市場上常見的一種3D打印方法，此方法能夠制造出高精度的制造件，已被很多領域廣泛應用。

目前市場上常見的用于選擇性激光燒結耗材的多為聚酰胺（俗稱尼龍）材料，尼龍材料作為當今第一大工程塑料，大多數品種為結晶型聚合物，大分子鏈中含有酰胺鍵，能形成氫鍵，現市場中90%以上材料為使用尼龍材料。在使用選擇性激光燒結制備工件時，常常存在由于激光并未完全熔融粉末顆粒，使得燒結件存在孔隙率，導致了尼龍工件的韌性較差，大大限制了選擇性激光燒結制造的尼龍工件的應用。另外，現有的尼龍材料由于熔點較高，粉末熱穩定性較高，所需的工作溫度較高，導致對設備要求較高。

發明內容

針對現有技術存在的上述技術問題，本發明提供了一種具有較低熔點，且使得制件具有更好韌性的選擇性激光燒結用聚酰胺材料及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種選擇性激光燒結用聚酰胺材料，包括短碳鏈尼龍鹽，以及不同類別的第一長碳鏈尼龍鹽、第二長碳鏈尼龍鹽，且短碳鏈尼龍鹽、第一長碳鏈尼龍鹽和第二長碳鏈尼龍鹽通過共聚反應制得選擇性激光燒結用聚酰胺材料。

作為本發明的進一步優選方案，所述第一長碳鏈尼龍鹽、第二長碳鏈尼龍鹽、短碳鏈尼龍鹽的重量比為1:1:0.2-0.8。

作為本發明的進一步優選方案，所述第一長碳鏈尼龍鹽為尼龍11鹽、尼龍1112鹽、尼龍1113鹽、尼龍1010鹽、尼龍1011鹽、尼龍1012鹽、尼龍1013鹽、尼龍12鹽、尼龍1212鹽或尼龍1313鹽；所述第二長碳鏈尼龍鹽為尼龍11鹽、尼龍1112鹽、尼龍1113鹽、尼龍1010鹽、尼龍1011鹽、尼龍1012鹽、尼龍1013鹽、尼龍12鹽、尼龍1212鹽或尼龍1313鹽。

作為本發明的進一步優選方案，所述短碳鏈尼龍鹽為己內酰胺或己二酸己二胺鹽。

本發明還提供了一種選擇性激光燒結用聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將短碳鏈尼龍鹽，以及不同類別的第一長碳鏈尼龍鹽、第二長碳鏈尼龍鹽進行共聚反應制得聚酰胺粒料；

步驟二、將上述聚酰胺粒料通過粉碎得到選擇性激光燒結用聚酰胺粉末。

作為本發明的進一步優選方案，所述短碳鏈尼龍鹽、第一長碳鏈尼龍鹽和第二長碳鏈尼龍鹽的重量比為1:1:0.2-0.8。

作為本發明的進一步優選方案，所述短碳鏈尼龍鹽、第一長碳鏈尼龍鹽和第二長碳鏈尼龍鹽通過三元共聚反應制得聚酰胺粒料。

作為本發明的進一步優選方案，所述短碳鏈尼龍鹽為己內酰胺或己二酸己二胺鹽。

作為本發明的進一步優選方案，在上述步驟一中的聚合反應中，還添加有分子量調節劑和/或第一抗氧化劑，其中分子量調節劑占短碳鏈尼龍鹽、第一長碳鏈尼龍鹽和第二長碳鏈尼龍鹽總重量的0.2-0.8%，第一抗氧化劑占短碳鏈尼龍鹽、第一長碳鏈尼龍鹽和第二長碳鏈尼龍鹽總重量的0.2-1.0%。

作為本發明的進一步優選方案，在步驟二得到的選擇性激光燒結用聚酰胺粉末中還添加有粉末流動助劑和/或第二抗氧化劑，粉末流動助劑占短碳鏈尼龍鹽、第一長碳鏈尼龍鹽和第二長碳鏈尼龍鹽總重量的0.2-2.0%，第二抗氧化劑占短碳鏈尼龍鹽、第一長碳鏈尼龍鹽和第二長碳鏈尼龍鹽總重量的0.2-0.8%。

本發明的選擇性激光燒結用聚酰胺材料及其制備方法具有以下有益效果：