[發明專利]一種用于選擇性激光燒結3D打印的聚丙烯粉末及其制備方法

在審

• 申請號: 202011527342.0
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN113004622A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 夏和生;周玲娟;費國霞;王占華;姚建樹
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃先進高分子材料研究所有限公司;南京墨分三維科技有限公司
• 主分類號: C08L23/26
• 分類號: C08L23/26;C08L53/00;C08L51/06;C08L101/02;C08K13/04;C08K3/22;C08K7/26;C08J3/12;B33Y70/10
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 鄧唯

本發明涉及3D打印材料領域，尤其涉及了一種用于選擇性激光燒結3D打印的聚丙烯粉末及其制備方法。包括按重量份計的如下組分：聚丙烯樹脂100份、馬來酸酐接枝POE 8?10份、成核劑3?5份、耐候劑3?5份、潤滑劑3?5份、抗靜電劑0.1?0.5份、疏水型氣相法白炭黑0.2?0.4份。通過本發明制備的聚丙烯粉末材料流動性好，打印工藝穩定，燒結件尺寸精度好，韌性高，抗沖擊強度高。

技術領域

本發明涉及3D打印材料領域，尤其涉及了一種用于選擇性激光燒結3D打印的聚丙烯粉末及其制備方法。

背景技術

3D打印（即增材制造）技術是一種以數字模型文件為基礎，通過增加材料逐層制造的方式來構建實體的快速成型的先進制造技術，涉及材料學、信息學、精密機械工程等多個方面，在現代制造業中具有非常強的競爭力。近20年來，3D打印技術作為新興的快速成型技術，發展十分迅速，在工業制造、航空航天、國防軍工、生物醫學能源等國民經濟和高科技領域有十分中國要的應用。其類型包括熔融沉積技術、選擇性激光燒結技術、光固化成型技術和分層實體制造技術。

選擇性激光燒結（SLS）技術是3D打印最重要的加工技術之一，C.R.Dechard等在專利US4863538中首次提出選擇性激光燒結思想并于1989年成功研制出激光燒結工藝。簡單的說，激光束在計算機控制下根據分層截面信息進行有選擇地燒結，一層完成后再進行下一層燒結，全部燒結完后去掉多余的粉末，則即可得到燒結好的零件。選擇性激光燒結技術具有諸多優點，如粉末選材廣泛、適用性廣、制造工藝比較簡單、成形精度高、無需支撐結構、可直接燒結零件，因此在現代制造業中受到越來越廣泛的重視。

用于SLS技術的成型材料種類較為廣泛，包括高分子、石蠟、金屬、陶瓷以及它們的復合材料。在可用于激光燒結的材料中，聚合物材料因其優異的性能備受關注，但是目前能夠直接應用于SLS技術并成功制造出尺寸誤差小、表面規整、孔隙率低的模塑品的聚合物粉末原料卻鮮少，市場上主要以尼龍為主，約占整個SLS聚合物粉末用量的95%，急需開發出更多種類的聚合物粉末材料。

聚丙烯具有密度小、強度高、耐熱、絕緣性好、價格低廉以及優良的化學穩定性等優點，是目前研究和應用都十分廣泛的通用塑料之一，也成為SLS技術應用材料的研究熱點之一。但由于聚丙烯存在抗沖擊性能差、韌性差、成型收縮率大等缺點，因此在SLS技術的應用上存在燒結過程中容易翹曲變形，燒結件的尺寸精度較差，脆性高，韌性低，易破損等問題。因此，如何制備出適用于選擇性激光燒結3D打印用高性能聚丙烯材料成為該領域的研究重點。

發明內容

本發明提供了一種適用于選擇性激光燒結3D打印的聚丙烯粉末材料的制備方法，通過本發明制備的聚丙烯粉末材料流動性好，打印工藝穩定，燒結件尺寸精度好，韌性高，抗沖擊強度高。

一種用于選擇性激光燒結3D打印的聚丙烯粉末，包括按重量份計的如下組分：聚丙烯樹脂100份、馬來酸酐接枝POE 8-10份、成核劑3-5份、 耐候劑3-5份、 潤滑劑3-5份、抗靜電劑0.1-0.5份、疏水型氣相法白炭黑0.2-0.4份。

在一個實施方式中，所述的聚丙烯樹脂是經過四甲基四乙烯基環四硅氧烷（D4vi）交聯縮合處理后的。

在一個實施方式中，所述的聚丙烯粉末中還負載有導熱顆粒。

在一個實施方式中，所述的導熱顆粒是Al₂O₃。

在一個實施方式中，所述成核劑為N,N’-二環己基對苯二甲酰胺、N,N’-二環己基對苯二甲酰胺、辛二酸鈣、庚二酸鈣中的一種。