[发明专利]一种聚合物粉体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合物粉体及其制备方法，所述粉体由聚合物、纳米材料和水溶性高分子在去离子水中经混合加热干燥制得，所述粉体经激光粒度测量，粒径范围为1～200μm；所述聚合物选自聚酰胺，聚丙烯腈，聚酯及其各自的共聚物中的一种或几种。本发明提供的聚合物粉体由聚合物和纳米材料均匀复合，保有较为平均的粒径和球形形貌，流动性较强，有效提高了以所述粉体为原料的加工构件的精细度，且主要以水为分散体系，成本较低且环境友好，此外，可在不添加其他添加剂的条件下制备粉体，其成分仅包括用水、纳米材料、水溶性高分子和聚合物，保证了产物的纯度。

技术领域

本发明属于高分子粉体领域，具体地说，涉及一种聚合物粉体及其制备方法。

背景技术

高分子粉体保持了高分子本身优异的物理化学性能，且具有比表面积大、易加工等优势，可被应用于化妆品、涂料、吸附剂、层析介质等领域。随着3D打印的发展，高分子粉末逐渐应用在3D打印行业。根据不同的应用，对高分子粉末的粒径、球形度等有不同的要求。

增材制造，俗称3D打印，是一种由零件三维数据驱动直接制造零件的技术，通常是层层构造，根据原料形态不同可分为液体、固体和粉末基质三种。其中粉末基打印具有一些优势，比如无需支撑结构由未融化粉末支撑，相对于金属粉末等，聚合物粉末具有质量轻、易加工等优势；但是纯聚合物产品缺乏强度和功能，限制了3D打印聚合物的广泛工业应用。增强材料的加入可以赋予聚合物更多有用的结构和功能，如，机械强度，导电性和导热性等。因此，迫切需要可应于AM技术的聚合物复合粉末，以满足对部件新功能的需求。

高分子粉末的制备方法一般有溶解沉淀法和机械粉碎法。

申请号为201010597529.8的中国专利提供了一种制备选择性激光烧结用尼龙粉末的方法，是以尼龙粒料为原料，包括以下步骤：A、在一定溶剂中，在一定压力下，在一定温度下，将尼龙粒料在高压容器中保温保压搅拌一段时间，然后将物料取出进行真空干燥，得到经热处理的尼龙粒料；B、将一定量的步骤A热处理所得的尼龙粒料以及结晶助剂、溶剂加入高压容器中，在一定温度与压力下搅拌、超声一段时间，然后降温减压至常温常压，析出粉末，过滤、洗涤、干燥，得到尼龙粉末；C、将步骤B所得尼龙粉末与流动助剂、抗氧剂按一定配比进行混和，混和均匀后筛分，得到一种选择性激光烧结用尼龙粉末。该方案使用溶解沉淀法制粉，制备的粉末用于3D打印。但是溶解沉淀法制备的粉末表面不规则、球形度较差，且利用大量的有机试剂做溶剂，会造成较大的环境污染。

申请号为201710834954.6的中国专利公开了一种石墨烯复合尼龙粉末材料，原料组成包括尼龙和石墨烯，该石墨烯为粉末状的石墨烯微片，片径≤100微米，厚度≤30微米；所得石墨烯复合尼龙粉末材料中，石墨烯以片状存在于尼龙粉末表面。制备方法为：先将石墨烯超声分散于有机溶剂A中得到石墨烯分散液；再将尼龙与有机溶剂B混合后置于高压反应釜中，初次升温至尼龙完全溶解，解除高压后降温得到尼龙微米颗粒悬浮液；最后将石墨烯分散液与尼龙微米颗粒悬浮液混合，加热反应后再进行后处理。该方案中先使用溶解沉淀法制得尼龙粉末，将石墨烯分散在尼龙的不良溶剂中制得石墨烯分散液。之后将制得的尼龙粉末和石墨烯分散液混合均匀加热，将石墨烯粘在尼龙粉末上，得到石墨烯复合尼龙粉末。但是该尼龙粉末经历二次加工，性能受加工次数的影响，会有一定的降低。

中国专利CN109517370A提供了一种用于选择性激光烧结的尼龙粉末材料制备方法，包括如下步骤：将尼龙原料、封端剂、去离子水和抗氧化剂加入到聚合釜中发生聚合反应，再经水冷拉条出料、切粒，得到尼龙粒料，其中所述尼龙原料、封端剂和抗氧化剂的质量百分比为96～97.5％∶0.5～3.8％∶0.2～0.5％；将所述尼龙粒料和溶剂混合搅拌，采用溶剂法制粉，并通过离心过滤、干燥、筛分制得尼龙粉末。此方法制备的粉末具有较好的流动性，但是溶剂法需要使用大量有机溶剂，对环境具有一定的破坏。