[发明专利]一种熔点可控的共聚尼龙粉末材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种熔点可控的共聚尼龙粉末材料及制备方法，将第一溶剂、脂肪族二元酸和脂肪族二元胺加入到聚合釜中反应生成共聚尼龙盐，然后将共聚尼龙盐溶液和分子量调节剂、去离子水、抗氧化剂加入到聚合釜中，聚合得到共聚尼龙，切粒机切料得到共聚尼龙粒料，最后将共聚尼龙粒料和第二溶剂加入到聚合釜中，采用溶剂法制粉，得到共聚尼龙粉末，后期处理得到能有效应用于选择性激光烧结工艺的共聚尼龙粉末材料。本发明从制盐开始控制共聚尼龙中两种尼龙盐的比例，一次性得到共聚尼龙盐，能有效地控制共聚尼龙熔点并省去了盐的分离、干燥操作，提高了工艺稳定性，节省了制备时间，节约了制备成本，而且提高了共聚尼龙材料性能的稳定性。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种熔点可控的共聚尼龙粉末材料及其制备方法。

背景技术

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)技术已经开始应用于工业生产中，而一般的选择性激光烧结仪器的烧结参数是固定的，这导致了不同种类材料，较难应用于选择性激光烧结技术中。

尼龙是一种半结晶性聚合物，其选择性激光烧结制件在强度、致密度等方面都具有较优异的性能，是一种非常适合用于选择性激光烧结工艺的高分子材料。目前，由于选择性激光烧结技术的尼龙主要是长碳链尼龙，尼龙11和尼龙12，其尼龙11和尼龙12及其复合材料市场占有率达95％。主要是由于其有较大的烧结窗口和较低的温度，易于加工。而中国国内的主要使用和生产的长碳链尼龙，如PA1010，PA1012，PA1212，PA1014等，由于其制粉较难，烧结窗口也较窄，无法较好的在现有的选择性激光烧结技术上使用。

现有尼龙粉末材料对烧结工艺及设备要求严格，烧结温度控制不当将导致烧结过程粉末的熔化难以控制或部件由于内应力而发生翘曲变形，从而影响选择性激光烧结制件质量。尼龙材料烧结温度主要与其熔点相关，而大多数尼龙单体熔点难以满足其要求。共聚尼龙的优点在于，通过改变尼龙的配比达到选择性激光烧结材料所需要的熔点，同时共聚尼龙其结晶性能不同于单尼龙，其结晶速率更慢，使得制备的粉末形貌更规整，粒径分布更窄，烧结窗口更快，更有利于制备的尼龙粉末适用于选择性激光烧结技术。

现有制备共聚尼龙，一般通过两种已经制备的尼龙盐，再进行聚合。这种制备方式，需要预先制备好两种尼龙盐，并需要进行干燥，过程复杂，制备周期长。而且在聚合时，由于两种尼龙的盐靠物理混合，易混合不均匀，导致制备的粒料的熔点波动较大，使得所制粒料质量波动大，不利于生产。

两种不同尼龙粒料，制备成聚酰胺合金，由于其原始分子链已经较稳定，所以无法使得分子链重新排布，制备的聚酰胺合金不太适合于选择性激光烧结技术。

发明内容

本发明提供了一种用于熔点可控的共聚尼龙粉末材料及其制备方法，成本低，易于实现，易应用于工业生产。本发明从制盐开始控制共聚尼龙中两种尼龙盐的比例，一次性得到共聚尼龙盐，能有效地控制共聚尼龙熔点并省去了盐的分离、干燥操作，提高了工艺稳定性，节省了制备时间。不仅节约了制备成本，而且提高了共聚尼龙粉末材料性能的稳定性。

本发明提供了一种熔点可控的共聚尼龙粉末材料，所述共聚尼龙粉末材料由脂肪族二元酸和脂肪族二元胺聚合而成，所述脂肪族二元酸和脂肪族二元胺的质量比为9～1∶1～9。

作为本发明的进一步优选方案，所述共聚尼龙粉末材料由脂肪族二元酸和脂肪族二元胺聚合而成，所述脂肪族二元酸和脂肪族二元胺的质量比为3～7∶7～3。

作为本发明的进一步优选方案，所述脂肪族二元酸为癸二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸和十四碳二酸中的一种或两种。

作为本发明的进一步优选方案，所述脂肪族二元胺为癸二胺、十一碳二胺、十二碳二胺、十三碳二胺和十四碳二胺中的一种或两种。