[发明专利]一种可用于3D打印的高粘尼龙粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高粘尼龙粉体及其制备方法，具体涉及一种可用于3D打印的尼龙粉体及其制备方法。

背景技术

3D打印技术又称叠层制造技术，是快速成型领域的一种新兴技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。基本原理是叠层制造，逐层增加材料来生成三维实体的技术。目前，3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些传统依赖的精细加工工艺。另外，3D打印技术逐渐应用于医学、生物工程、建筑、服装、航空等领域，为创新开拓了广阔的空间。

3D打印技术主要包括SLA、FDM、SLS、LOM等工艺。其中熔融沉积成型技术(FDM)和选择性激光烧结(SLS)技术都会使用热塑性塑料作为基本的3D打印材料。

通常SLS技术及设备采用发射聚焦于目标区域的能量的激光。在生产部件的目标区域内在由激光所发射的能量的作用下部分熔融或软化的粉末材料。操作时粉末所接受照射的激光能量的数量应足以快速形成部件薄片，因而在实施激光照射前必须将目标化境进行加热，将粉末预热到稍低于其熔点的温度，然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平；激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末，则可以得到一烧结好的零件。

具体地，SLS设备包括一种在将粉末层暴露于激光能量之前在目标表面上沉积一层光滑、水平的粉末材料的装置。通过一个连接CAD/CAM系统的操纵光进行扫描以形成部件“薄片”的计算机来控制激光能量发射并局限于所选择的目标区域部分。在粉末材料照射形成部件的第一层“薄片”后，将粉末材料的第二层沉积于目标区域内。由CAD/CAM程序所操纵的激光重新扫描目标区域中仅暴露的部分，得到部件的第二层“薄片”。不断重复该方法直到部件“一片接一片”地逐渐累积形成完整的部件。

由于可烧结粉末的各种性能在确保选择性激光烧结法存在一个操作窗口中具有举足轻重的作用。也就是说，在某种程度的高温下使聚合物颗粒发生软化的现象减少至最低限度，使得粉末可保存于受热的目标环境中而又不引发颗粒发生熔融现象，直至后来由扫描的激光束将能量快速集中提供给受热的颗粒。

由于SLS成型方法有着制造工艺简单，柔性度高、材料选择范围广、材料价格便宜，成本低、材料利用率高，成型速度快等特点，针对以上特点SLS法主要应用于铸造业，并且可以用来直接制作快速模具。

开发适应于上述3D打印技术的原材料，成了目前各国研究的重点。

在尼龙材料中，目前中只有尼龙12被大量用于3D打印，主要是尼龙12的熔融温度最低，吸水率和成型收缩率都较小，最适合作粉末烧结材料，但其成本较高。所以开发低成本、高性能的尼龙粉末材料具有十分重要的意义。

针对目前3D打印尼龙粉体材料品种少的缺点，本发明提出了一种3D打印尼龙粉体材料及其制备方法。制备了高粘的尼龙粉体，适于3D打印，制备高性能的制品。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种可用于3D打印的尼龙粉体。

本发明的目的之二是将中低分子量的尼龙粉体，通过固态缩聚的方法制备高粘的尼龙粉体，从而提供一种可用于3D打印的高粘尼龙粉体的制备方法。

本发明是利用固态缩聚的原理，在一定条件下使相对较低分子量的尼龙粉体进行再次聚合，制备得到相对较高粘度的尼龙粉末。此方法制备的粉末，能很好地用于二次成型。本方法制备的尼龙粉体，具有分子量高等特点，高粘度适用于3D打印工艺。

本发明通过如下技术方案实现：

一种可用于3D打印的高粘尼龙粉体组合物，其特征在于，所述组合物包括：

高粘尼龙粉体         100重量份

流平剂               1-5重量份

抗氧剂               0.1-1重量份

所述高粘尼龙粉体选自于尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙612和尼龙610中的一种或几种。

所述高粘尼龙粉体的粒径为20-100微米，优选为30-90微米，或者40-80微米，还可以为50-70微米。

根据本发明，所述高粘尼龙粉体的相对粘度为4-20，优选5-18，更优选6-15，还可以为8-10。

根据本发明，所述高粘尼龙粉体通过中低粘度的尼龙获得。所述中低粘度的尼龙的粘度为2～5，优选3～4。

根据本发明，本发明的高粘尼龙粉体通过如下方法制备：