[发明专利]聚丙烯组合物、选择性激光烧结制品及其制备方法

说明书

本发明涉及选择性激光烧结领域，公开了一种聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物中含有各自独立保存或者混合保存的聚丙烯、无机填料和抗氧剂，聚丙烯和无机填料均为颗粒状物质，聚丙烯的平均粒径为20‑200μm，无机填料的平均粒径为2.6‑25μm；聚丙烯和无机填料的含量重量比为(1‑99)：1；无机填料选自二氧化硅、玻璃微珠、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土和硅微粉中的至少一种。该聚丙烯组合物在选择性激光烧结时对熔融温度和激光功率的要求较低。

技术领域

本发明涉及选择性激光烧结，具体涉及聚丙烯组合物、选择性激光烧结制品及其制备方法。

背景技术

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)是目前应用广泛的快速成型技术之一，其以固体粉末为原料，采用分层-叠加原理直接依照CAD模型制造三维实体，以恒定顺序对新施加的层进行重复照射可实现三维产品的简便且快速的制造。

SLS的制品无需经过注塑成型工序，即可获得强度高、韧性好的成型零件。SLS工艺可直接用于对模型的强度与性能的检验，也可用于验证产品设计结构的合理性、制造工艺的可行性和造型的美观性，通过SLS工艺能够及时修改和完善产品设计，以满足市场的需要，从而大大缩短新产品的开发周期，降低研制成本，使企业具备更强的竞争能力。

从理论上说，任何加热时粘度降低的粉末都可以作为SLS烧结材料，取材范围广是SLS工艺能够广泛应用于各领域的重要因素之一。在现有实践中，用于选择性激光烧结的材料通常为尼龙-12粉末(PA-12)及聚苯乙烯粉末(PS)。虽然这两种材料均能够顺利地烧结出三维制品，但是这两种材料在实际应用中存在一些问题，例如：尼龙-12粉末的熔融温度较高(240-260℃)，烧结时需要较高的预热温度(160-170℃)，对设备要求较高；聚苯乙烯粉末烧结后的强度和刚性较低(拉伸强度普遍＜5MPa，冲击强度普遍＜1KJ/m²)，由此通过SLS技术得到的聚苯乙烯成型产品，不能在对机械强度和刚性要求较高的领域中得以应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的选择性激光烧结材料的熔融温度高和烧结时激光功率高的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物中含有各自独立保存或者混合保存的聚丙烯、无机填料和抗氧剂，聚丙烯和无机填料均为颗粒状物质，聚丙烯的平均粒径为20-200μm，无机填料的平均粒径为2.6-25μm；聚丙烯和无机填料的含量重量比为(1-99)：1；无机填料选自二氧化硅、玻璃微珠、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土和硅微粉中的至少一种。

本发明第二方面提供一种制备选择性激光烧结制品的方法，该方法包括：对粉末材料进行选择性激光烧结，该粉末材料为上述的聚丙烯组合物。

本发明第三方面提供一种由上述的方法制得的选择性激光烧结制品。

通过上述技术方案，在本发明中，发明人通过将聚丙烯、无机填料和抗氧剂独立保存或者混合保存得到聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物在选择性激光烧结时对熔融温度和激光功率的要求较低，其中，熔融温度为130-170℃，预热温度115-125℃。

另外，发明人对聚丙烯的粒径、无机填料的粒径和无机填料的种类进行优化，尤其是特定粒径和种类的无机填料的结合，从而使得聚丙烯组合物烧结后的产品的强度和刚性得到进一步改善，其中，拉伸强度为10-15MPa，冲击强度为3-10KJ/m²，收缩率为1.0-1.5％。

进一步地，通过该聚丙烯组合物制得的产品具有表面光滑的优异品相。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。