[發(fā)明專利]一種高分子聚合物粉末材料

有效

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• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109852231B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 譚銳;袁博;李中元;侯帥
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南華曙高科技有限責任公司
• 主分類號: C09D177/00
• 分類號: C09D177/00;C09D5/03;C09D7/63;C09D7/65
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一種高分子聚合物粉末材料，其特征在于，包括下述質(zhì)量百分比的各組分：高分子聚合物基材80～99.8％、附著力促進樹脂0.1～5％、熔體流動助劑0.1～15％：采用機械混合工藝或擠出共混再制粉工藝將上述高分子聚合物基材、附著力促進樹脂和熔體流動助劑混合均勻制得所述高分子聚合物粉末材料；其中，所述高分子聚合物粉末材料具有優(yōu)異的熔體流動性，其熔體流動速率，根據(jù)ASTM1238(2015)在160℃，0.325kg載荷下測量，比沒有添加熔體流動助劑的相同聚合物基材至少提高20％。本發(fā)明利用熔體流動性良好的高分子聚合物粉末材料熔化后的自流平性，實現(xiàn)基板精準快速調(diào)平，提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高了燒結(jié)工件的精度和表面質(zhì)量。

技術領域

本發(fā)明涉及增材制造技術領域，具體涉及一種高分子聚合物粉末材料。

背景技術

選擇性激光燒結(jié)是通過選擇性地熔合多個粉末層來制造三維物體的一種方法，該方法允許不使用工具加工而只需根據(jù)待生產(chǎn)物體的三維圖像通過激光燒結(jié)粉末的多個重疊層，來獲得三維實體。該方法主要使用熱塑性聚合物來完成，專利US6136948和WO9606881對這種使用粉末狀聚合物制造三維物體的方法進行了詳細的描述。

目前在選擇性激光燒結(jié)熔點高于200℃的高分子粉末材料時需要溫度更高的燒結(jié)環(huán)境，其工藝目前主要存在以下四個缺點：1.燒結(jié)環(huán)境溫度高，容易導致材料的氧化，使制件力學機械性能降低及制件顏色惡化，同時降低粉末材料的重復利用性；2.燒結(jié)環(huán)境溫度高要求設備具有更好的加熱、保溫、隔熱、密封等性能，大大提高了設備的制造及使用維護成本；3.燒結(jié)環(huán)境溫度高將消耗更多的能源，所需的冷卻時間更長，影響了加工效率，提高了制造成本，同時高溫操作也帶來了安全隱患；4.燒結(jié)環(huán)境溫度高，制件更容易發(fā)生翹曲變形，影響了其尺寸精度；因此，采用基板加支撐的方式低溫燒結(jié)高分子粉末材料的方法應運而生，但是目前已有的采用基板加支撐低溫燒結(jié)高熔點高分子粉末材料的方法，需要花費大量的時間對基板進行校準、調(diào)平處理，大大降低了生產(chǎn)效率，并且基板校準、調(diào)平處理的誤差過大，往往成為影響燒結(jié)工件精度的和表面質(zhì)量的關鍵因素，基板在使用的過程中損耗大，使用壽命短，又由于基板成本高，從而又進一步提高了生產(chǎn)成本，以上原因都導致了基板加支撐低溫燒結(jié)高熔點高分子粉末材料方法難以推廣。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種高分子聚合物粉末材料，其具有良好的熔體流動性，事先在基板上鋪一層本發(fā)明中的高分子聚合物粉末材料，加熱粉末材料待其完全融化為液體，由于液體自然流平，能快速精準的完成對基板的校準和調(diào)平，并且待液體凝固后具備很強的附著力，能穩(wěn)固的附著在基板上，自然形成基板調(diào)平層，有利于后續(xù)支撐的添加，添加支撐完成工件的整體燒結(jié)后，值得一提的是，本發(fā)明中固化附著在基板調(diào)平層的高分子聚合物粉末材料還具備重復利用性，在完成對工件的燒結(jié)后，如需再次完成基板調(diào)平，只需要清理掉附著在基板調(diào)平層上的燒結(jié)工件完成后所產(chǎn)生的殘渣，繼續(xù)加熱附著在基板上基板調(diào)平層，重復上述步驟，繼續(xù)形成新的基板調(diào)平層。值得說明的是，本發(fā)明中所提到的基板調(diào)平層其實就是高分子聚合物粉末材料燒結(jié)熔化自然流平并冷卻后，附著在普通基板上的固化物，很好的實現(xiàn)了基板校準、調(diào)平，無需專用的金屬基板，并且可以重復利用。

一種高分子聚合物粉末材料，包括下述質(zhì)量百分比的各組分：高分子聚合物基材80～99.8%、附著力促進樹脂0.1～5%、熔體流動助劑0.1～15%：具體制備方法為：采用機械混合工藝或擠出共混再制粉工藝將上述高分子聚合物基材、附著力促進樹脂和熔體流動助劑混合均勻制得所述高分子聚合物粉末材料；其中，所述高分子聚合物粉末材料具有優(yōu)異的熔體流動性，其熔體流動速率，根據(jù)ASTM1238（2015）在160℃，0.325kg載荷下測量，比沒有添加熔體流動助劑的相同聚合物基材至少提高20%。

進一步地，所述高分子聚合物基材的完全融化溫度為60～200℃。

優(yōu)選地，所述高分子聚合物基材的完全融化溫度為100～150℃，熔點低于150℃，可以降低對設備的加熱及氣密性要求。