[发明专利]一种聚酰胺微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酰胺微球的制备方法。这种聚酰胺微球的制备方法包括以下步骤：1)将聚酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和溶剂加入反应釜中，加热溶解；2)先以0.4～1℃/min的降温速率降温至第一阶段温度，再以0.05～0.3℃/min的降温速率降温至第二阶段温度，然后降至45℃或以下，析出的沉淀即为聚酰胺微球；其中，步骤1)中，加热溶解的温度为135～160℃；步骤2)中，第一阶段温度高于第二阶段温度5～15℃，第二阶段温度为沉淀温度。通过本发明方法制备的聚酰胺微球，具有窄的粒径分布、松装密度大、流动性能好的特点，特别适用于选择性激光烧结技术。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚酰胺微球的制备方法。

背景技术

选择性激光烧结技术即SLS(Selective Laser Sintering)技术，是典型的3D打印技术，该技术运用分层制造思想，利用离散—堆积原理，以激光作为热源，辅以计算机控制，直接将固体粉末原料烧结成型为实体零件，具有材料高效利用，制造效率高等优势。经过多年的快速发展，SLS技术已经被广泛应用于汽车、家用电器、航空航天、医学生物等各项领域，是目前应用较成熟的3D打印技术之一。

聚酰胺粉末作为典型的热塑性半结晶性高分子材料，其力学性能优良，热性能好，熔融黏度低，非常适合作为SLS工艺的成形材料，经SLS烧结后可制备出致密度高，强度大的烧结件。

现有聚酰胺粉末化的方法主要是溶剂沉淀法和深冷粉碎法。深冷粉碎法是利用粉碎机，在液氮中冷却粉碎，该法工艺简单，但需深冷设备，生产过程中需要大量深冷载体，而且粉碎得到的颗粒形状不规则，很难得到球形微粒，粒径范围宽，难以满足SLS技术对于粉末形貌、流动性等的要求，可见CN102898941A和CN1473877A。目前，选择性激光烧结聚酰胺粉末大多数采用溶剂沉淀法制备，是将聚酰胺溶解于合适的溶剂中，通过降温结晶的方式析出粉末。但是现有常用的溶剂沉淀法技术，如CN1197082A，尽管制备的聚酰胺粉末能轻松满足SLS技术的粒径要求，但颗粒形貌或多孔或不致密，仍然难以满足SLS技术对于粉末流动性和松装密度的要求，虽然可以通过添加有机辅助溶剂对溶剂进行改性以改善粉末形貌，乙醇中添加一定量的丁酮，但实际生产过程中溶剂分离回收困难，生产成本提高，易导致粉末黄变，影响粉末使用性能，故而采用现有溶剂沉淀技术制备的聚酰胺粉末仍然不能很好地满足选择性激光烧结技术的要求。

发明内容

为了克服现有溶剂沉淀法中生产的聚酰胺粉末形貌不规整、松装密度小的问题，使聚酰胺粉末能够更好地满足SLS技术使用，本发明的目的在于提供一种粒径分布窄、松装密度大的聚酰胺微球制备方法。通过该方法制备的球形或类球形聚酰胺粉末特别适用于选择性激光烧结技术。

本发明的发明构思是：采用改进型溶剂沉淀法制备聚酰胺微球，通过以溶解-降温-沉淀的方式，采取两段程序降温实现微粉成核-沉淀析出的过程。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明提供了一种聚酰胺微球的制备方法。这种聚酰胺微球的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚酰胺、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和溶剂加入反应釜中，加热溶解；

2)先以0.4℃/min～1℃/min的降温速率降温至第一阶段温度，再以0.05℃/min～0.3℃/min的降温速率降温至第二阶段温度，然后降至45℃或以下，析出的沉淀即为聚酰胺微球；

其中，步骤1)中，加热溶解的温度为135℃～160℃；步骤2)中，第一阶段温度高于第二阶段温度5℃～15℃，第二阶段温度为沉淀温度。

优选的，这种制备方法的步骤1)中，聚酰胺与溶剂的质量比为1：(5～20)；进一步优选的，聚酰胺与溶剂的质量比为1：(5.2～10.3)。