[发明专利]一种半结晶聚合物粉体烧结窗口拓宽方法

说明书

本发明公开了一种半结晶聚合物粉体烧结窗口拓宽方法，通过将半结晶聚合物粉体与分散介质以适当的比例混合后,经过超声处理与加热搅拌等操作使其混合均匀，再经过冷萃处理后经过滤、清洗、干燥即可得到具有宽烧结窗口的聚合物粉体。通过本发明的拓宽方法制备得到的聚合物粉体的烧结窗口拓宽到原料的2.3‑3.4倍，并且具有较高的球形度，其粒径为20～120μm，大大降低了当前由于半结晶聚合物窄的烧结窗口而造成选择性激光烧结(SLS)工艺中的翘曲现象，比传统的半结晶聚合物粉体更加适用于选择性激光烧结。

技术领域

本发明属于高分子材料加工领域，具体涉及一种半结晶聚合物粉体烧结窗口拓宽方法。

背景技术

选择性激光烧结(selective laser sintering，SLS)是增材制造技术(3D打印)中的一种。SLS具有成型速度快，精度高，材料适应面广等特点，可成型结构复杂外形制件，被广泛运用于航天航空、生物医疗、汽车等领域。

选择性激光烧结技术所使用的原材料主要有高分子聚合物、金属、陶瓷材料为主的粉体材料。但由于SLS原材料粉体的较窄的加工窗口及不规整的球形度的问题，制约了该技术的进一步发展与应用。

专利CN 107936532 A夏和生等先通过添加化学助剂得到硅橡胶，再通过挤出机造粒及机械研磨等方法得到细粒径的硅橡胶粉体。制得的硅橡胶粉体用于SLS打印时，所得制件具有良好的柔性，但通过此方法所制得的粉体90％形状不规则，从而影响成型件打印精度。

专利CN 105802012 A汪艳等通过添加成核剂、流动助剂等方式来改性适用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末材料，所制备出的粉末材料具有球形度高。专利CN 105542200 A陆志军通过化学方法制备出粒径小、流动性好、松装密度高的尼龙粉末。但是，上述两个专利都存在聚丙烯材料烧结窗口窄的加工问题。

因此，针对当前选择性激光烧结工艺中半结晶聚合物粉体存在的问题：烧结温度窗口窄、球形度低，急需一种能拓宽半结晶聚合物粉体烧结窗口及改善其球形度的新方法与新工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种半结晶聚合物粉体烧结窗口拓宽方法。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种半结晶聚合物粉体烧结窗口拓宽方法，所述方法包括以下步骤：

a、原材料超声：将互不相容的半结晶聚合物粉体与分散介质按照1:1～40的质量比混合，在10～60℃下以20％～100％的功率超声处理0.5～5h；

b、加热搅拌：将步骤a中超声处理后的混合物在30～500℃温度下以300～2500r/min的速率进行加热搅拌使其均匀混合，并进行保温处理1～840min；

c、冷萃处理：将步骤b中保温处理后的混合物在0～30℃温度下进行冷却处理，然后进行过滤、清洗、干燥即可得到具有宽烧结窗口的改性聚合物粉体。

优选的，所述半结晶聚合物粉体为聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸或者聚醚醚酮中的任意一种。

优选的，所述分散介质为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、庚醇、甲烷、乙烷、甲苯、氯苯、溴苯、水、石蜡或者耐高温油类中的任意一种或者几种。

优选的，步骤a中所述半结晶聚合物粉体与所述分散介质的质量比为1:10～20。

优选的，步骤a中所述超声时温度为10～30℃，功率为55％～100％，时间为1.5～3h。

优选的，步骤b中所述加热搅拌的温度介于所述半结晶聚合物粉体的熔点与所述分散介质的沸点之间，所述加热的温度为50～400℃，搅拌速率为500～2100r/min。