[发明专利]激光烧结用聚酰胺复合材料的制备方法

说明书

一种激光烧结用聚酰胺复合材料的制备方法，包括如下步骤：将无机填料和偶联剂加入到足量的醇‑水溶剂中，经搅拌分散、干燥、研磨后，筛分得到无机粉末填料；将无机粉末填料、尼龙树脂、抗氧剂和溶剂加入到密闭容器中，通过溶剂沉淀法将尼龙树脂溶解、沉淀析出包覆有无机粉末填料的尼龙复合粉末，制得混合溶液；将所述混合溶液进行抽滤、干燥、研磨、筛分后，得到激光烧结用聚酰胺复合材料。本发明中，尼龙粉末颗粒具有球形度高、粒径分布窄的优点，无机填料均匀分布在粉末颗粒中，在生产、储存、使用的过程不会发生相分离，其尼龙三维制件的性能得到了显著的提高。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种激光烧结用聚酰胺复合材料的制备方法。

背景技术

选择性激光烧结是通过选择性地熔合多个粉末层来制造三维物体的一种方法，该方法允许不使用工具加工而只需根据待生产物体的三维图像通过激光烧结粉末的多个重叠层，来获得三维实体。该方法主要使用热塑性聚合物来完成，专利US6136948和WO9606881对这种使用粉末状聚合物制造三维物体的方法进行了详细的描述。

尼龙材料是一款性能优异的热塑性材料，在实际的应用过程中，往往需要通过改性来克服性能上的一些不足以满足应用要求。无机填料增强改性尼龙是一种常用、有效的方法。SLS所用的成形材料为粒径在120μm以下的粉末材料，无机填料增强尼龙复合粉末一般采用机械共混或挤出造粒再粉碎，这两种方法在一定程度上都能够提高尼龙制件的力学机械性能，但都存在一些问题。机械共混得到的尼龙复合粉末在储存、运输、使用过程容易造成尼龙粉末与无机填料的相分离，导致无机填料在尼龙基材中分布不均，影响实际性能和使用效果；挤出造粒再制粉得到的粉末颗粒形状不规则，降低粉末流动性，影响SLS成型过程的铺粉效果。

发明内容

本发明提供一种激光烧结用聚酰胺复合材料的制备方法，通过将尼龙基材溶解、沉淀析出形成包覆有无机粉末填料的尼龙复合粉末，其中无机粉末填料是在无机填料的基础上进行过改性，无机粉末填料能更好地被尼龙包覆，在沉淀过程中以无机粉末填料为晶核，尼龙基材在其表面生长、最终完全包覆在其表面形成粉末材料，所得到的粉末颗粒球形度高，粒径分布窄，无机填料均匀分布在尼龙粉末颗粒中，在生产、储存、使用的过程不会发生相分离，其尼龙三维制件的性能得到了显著的提高。

本发明提供的一种激光烧结用聚酰胺复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将无机填料和偶联剂加入到足量的醇-水溶剂中，经搅拌分散、干燥、研磨后，筛分得到无机粉末填料；

(2)将无机粉末填料、尼龙树脂、抗氧剂和溶剂加入到密闭容器中，通过溶剂沉淀法将尼龙树脂溶解、沉淀析出包覆有无机粉末填料的尼龙复合粉末，制得混合溶液；

(3)将所述混合溶液进行抽滤、干燥、研磨、筛分后，得到激光烧结用聚酰胺复合材料。

进一步地，步骤2中各物质的质量份数为：100份尼龙树脂，1-50份无机粉末填料,0.1-1份抗氧剂，400-2000份溶剂。

进一步地，所述溶剂沉淀法具体为：将所述无机粉末填料、尼龙树脂、抗氧剂和溶剂加入密闭容器中，抽真空后，通入惰性保护气体，在持续搅拌条件下，加热至140-180℃，优选150-160℃，待加热至设置的最高温度后保温10-300min，优选90-150min，待尼龙树脂充分溶解后，降温至室温，降温速率为0.1-2.0℃/min，优选降温速率为0.3-1.0℃/min。

进一步地，所述无机粉末填料的粒径为5-40μm。

进一步地，所述聚酰胺复合材料的粒径为30-120μm。

进一步地，所述醇-水溶剂中醇的质量分数为75-95％。

进一步地，所述无机填料为玻璃珠、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、高岭土、绢云母中的一种或几种。