[發明專利]一種用于激光燒結的聚酰胺阻燃材料制備方法

有效

• 申請號: 201910553313.2
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110330790B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 譚銳;袁博;羅秋帆;潘強
• 申請（專利權）人: 湖南華曙高科技有限責任公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L77/02;C08L23/26;C08L51/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/36;C08K5/13;C08K5/526;C08K7/14;B33Y70/10
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本發明提供了一種用于激光燒結的聚酰胺阻燃材料制備方法，將干燥好的聚酰胺樹脂、阻燃劑、抗氧劑、相容劑、無機填料加入到螺桿擠出機中擠出造粒，制得聚酰胺阻燃顆粒，其中，各物質重量百分比為：34?87.9wt.%聚酰胺樹脂，10?30wt.%阻燃劑，0.1?1wt.%抗氧劑，2?5wt.%相容劑，0?30wt.%無機填料；將所述聚酰胺阻燃顆粒經深冷粉碎工藝制備成聚酰胺阻燃粉末，干燥、篩分得到粒徑范圍為30?100微米聚酰胺阻燃粉末；將所述聚酰胺阻燃粉末與粉末流動助劑均勻混合，制得用于選擇性激光燒結聚酰胺阻燃粉末材料。本發明中阻燃劑與聚酰胺結合緊密，不易相分離，阻燃性能好。

技術領域

本發明屬于增材制造技術領域，具體涉及一種用于激光燒結的聚酰胺阻燃材料制備方法。

背景技術

激光燒結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待生產物體的三維圖像通過激光燒結粉末的多個重疊層，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。

聚酰胺是一類性能優異的熱塑性工程塑料，具有較好的力學機械性能、耐化學腐蝕性能，在工業領域應用廣泛。利用激光燒結技術來制造聚酰胺三維零件相較于傳統注塑方法，具有生產周期短，柔性化程度高，工藝簡單等優點，具有廣泛的應用空間。但是聚酰胺材料不具備阻燃性能，在燃燒過程中會產生大量的濃煙和熔滴，極易傳播火焰，從而大大限制了其在航空航天、汽車制造及電子電器等特殊領域的應用。

專利CN106987116A公開了一種聚酰胺阻燃材料的制備方法，通過將聚酰胺粉末與阻燃劑混合的制備阻燃聚酰胺材料，這種方法工藝簡單，但也存在不少缺點：1.聚酰胺粉末與阻燃劑難以混合均勻；2.大量阻燃劑加入聚酰胺粉末中降低了粉末的流動性，影響燒結工藝；3.燒結過程中激光能量直接作用于阻燃劑，導致阻燃劑分解，影響阻燃效果；4.阻燃劑中的一些組分容易被熱能及激光所分解，從而產生的低分子物質在燒結設備腔體及窗口鏡凝結，影響設備功能及壽命，同時阻礙激光能量的穿透，大大降低制件力學機械性能及有效打印高度。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種激光燒結用聚酰胺阻燃材料制備方法，通過將聚酰胺樹脂、阻燃劑、抗氧劑、相容劑、無機填料加入到擠出共混設備中，經擠出造粒，然后經深冷粉碎工藝制粉，再經干燥、篩分得到粒徑適宜的粉末顆粒，混入納米流動助劑后得到具有優異流動性的粉末材料。通過本發明所制獲的聚酰胺阻燃粉末材料，阻燃劑與聚酰胺基材很好地結合在一起，使用過程中不會在鋪粉時發生相分離，尤其適用于選擇性激光燒結工藝。

一種激光燒結用聚酰胺阻燃粉末的制備方法，包括如下步驟：

（1）將干燥好的聚酰胺樹脂、阻燃劑、抗氧劑、相容劑、無機填料加入到螺桿擠出機中擠出造粒，制得聚酰胺阻燃顆粒，其中，各物質的重量百分比為：34-87.9wt.%聚酰胺樹脂，10-30wt.%阻燃劑，0.1-1wt.%抗氧劑，2-5wt.%相容劑，0-30wt.%無機填料；

（2）將所述聚酰胺阻燃顆粒經深冷粉碎工藝制備成聚酰胺阻燃粉末，干燥、篩分得到粒徑范圍為30-100微米的聚酰胺阻燃粉末；

（3）將所述聚酰胺阻燃粉末與粉末流動助劑均勻混合，制備用于選擇性激光燒結的聚酰胺阻燃粉末材料，其中，所述聚酰胺阻燃粉末的重量百分比為99wt.%-99.8wt.%，其余為粉末流動助劑，所述粉末流動助劑為表面經過有機化處理的疏水性流動助劑。

進一步地，所述聚酰胺樹脂為PA12，PA1212，PA6，PA610，PA66，PA612，PA46，PA1012，PA56，PA513，PA514，PA1010中的一種或幾種。

進一步地，所述阻燃劑為烷基磷酸鹽系列阻燃劑、氮系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮磷系列中的一種或幾種。