[发明专利]一种选择性激光烧结用多元共聚尼龙粉末制备方法

说明书

一种选择性激光烧结用多元共聚尼龙粉末制备方法，包括：将多元共聚尼龙粒料加入到深冷粉碎机中，在‑90～‑130℃的液氮中以15～30Hz的粉碎转子频率下进行一次粉碎获得D50在200～500μm的多元共聚尼龙粉末粗料；将多元共聚尼龙粉末粗料和研磨助剂混合得到混合粗料，并加入到深冷粉碎机中，在‑100～‑160℃的液氮中以25~50Hz的粉碎转子频率下进行二次粉碎，得到D50=30～70μm的多元共聚尼龙细粉；在其中加入流动助剂、抗氧化剂和增强剂，低速混合20~60min得到选择性激光烧结用多元共聚尼龙粉末。本发明通过深冷粉碎法将多元共聚尼龙粒料进行处理后得粉末粗料，加入研磨助剂后再进行深冷粉碎的方法，可获得烧结温度低，韧性高，表面质量好的选择性激光烧结用多元共聚尼龙粉末。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种选择性激光烧结用多元共聚尼龙粉末制备方法。

背景技术

增材制造是一种利用三维模型数据通过层层堆积的方式制造物体的技术，由于具有小批量生产周期短，生产无多余尾料及生产灵活性高等独特优势，近年来受到制造业越来越多的关注。其中选择性激光烧结技术（SLS）具有制造工艺简单，无需支撑结构，材料利用率极高等独特优势，成为了发展最快，且具备工业化生产能力的增材制造技术之一。

众所周知，常用的SLS烧结材料有三种：高聚物粉末，金属粉末和陶瓷粉末。其中高聚物材料具有较低的熔点和更高的粘度，因此更易成形，从而广泛用于手板，航天，医疗等行业。在所有高聚物材料中，尼龙材料对激光的吸收效率最高，且尼龙本身作为五大工程塑料之一，在各个行业内已有成熟的应用。因此，在SLS用高聚物材料中，尼龙占据了90%以上的市场。

目前，市面上已成功商用的尼龙材料主要有力学性能较好的PA11、PA12和模量极高的PA6等高温材料及其复合物。而具备烧结主温低，结晶度低，韧性好等诸多优势的多元共聚尼龙（COPA）却鲜有报道。其根本原因在于COPA材料通过PA6，P66，PA12，PA610等单体进行缩聚制得，自身重复单体的复杂性决定了COPA采用其它SLS尼龙材料所常用的溶剂法会使得制备路线复杂，设备及工艺要求精密，如CN201811252408，CN201910865021。显然，使用溶剂法制备COPA不仅会显著提升制造成本，更重要的是COPA的单体单体在溶剂合成路线中会有更大的断裂，接枝及重组等不稳定的结构破坏风险，最终导致不同批次的材料存在明显的性能波动。因此，传统领域中最主流的COPA粉末加工方法为深冷粉碎法。近年来，虽然已有大量的文献及专利优化了深冷粉碎方案，如CN106111289A、CN210617323U。但以上方案主要围绕着生产效率低及生产成本开展优化，而对于深冷粉碎的COPA粉末所存在的粒径分布较宽，松装密度低，粉末粒形不规整等固有缺陷，无法在不改动硬件结构的条件下得到显著改善，以至于该粉末的流动性相对较差，成品工件力学性能不足，令COPA粉末在SLS技术领域中的使用受到了极大的限制。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种选择性激光烧结用多元共聚尼龙粉末制备方法，以解决现有技术制备的多元共聚尼龙粉末所存在的粒径分布较宽，松装密度低，粉末粒形不规整等技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种选择性激光烧结用多元共聚尼龙粉末的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将多元共聚尼龙粒料加入到深冷粉碎机中，在-90～-130℃的液氮环境氛围中以15～30Hz的粉碎转子频率进行一次粉碎，获得D50在200～500μm的多元共聚尼龙粉末粗料；

步骤二、将多元共聚尼龙粉末粗料和研磨助剂混合得到混合粗料，并将混合粗料加入到深冷粉碎机中，在-100～-160℃的液氮环境氛围中以25~50Hz的粉碎转子频率下进行二次粉碎，得到D50=30～70μm的多元共聚尼龙细粉；

步骤三、在多元共聚尼龙细粉中加入流动助剂、抗氧化剂和增强剂，并以100~300r/min低速混合20~60min，得到选择性激光烧结用多元共聚尼龙粉末；其中，