用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末及其制备方法，所述方法包括以下步骤：在加热温度下，将尼龙树脂溶解于酰胺类和/或醇类有机溶剂中，得到尼龙树脂溶液；将得到的尼龙树脂溶液降温，使固体沉淀析出；在得到的固液混合物中加入助剂，混合均匀；固液分离，干燥固体，得到适用于激光烧结的尼龙树脂粉末；其中，所述助剂包括粉末隔离剂和/或抗氧剂。根据本发明专利技术得到的尼龙树脂粉末具有良好的抗氧化性、良好的粉末流动性、合适的尺寸大小、合适的堆密度、匀称的颗粒外形以及均匀的粒径分布，本发明专利技术还提供了一种以所述聚甲醛树脂粉末为原料的选择性激光烧结方法。

Nylon resin powder for selective laser sintering and preparation method thereof

The invention provides a nylon resin powder for selective laser sintering and preparation method thereof, wherein the method comprises the following steps: in the heating temperature, the nylon resin dissolved in amide alcohols and / or organic solvents are nylon resin solution; the nylon resin solution cooling, solid precipitation; adding assistant, in the solid-liquid mixture obtained by mixing; solid-liquid separation, drying solid, get nylon resin powder for laser sintering; wherein, the additives include powder release agent and / or antioxidant. According to the nylon resin powder obtained by the invention has good oxidation resistance, good flowability, suitable size, bulk density, particle shape and symmetry of the appropriate uniform particle size distribution, the invention also provides a method to the poly formaldehyde resin powder as raw material for selective laser sintering method.

【技术实现步骤摘要】
用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末及其制备方法
本专利技术涉及聚合物加工
，具体涉及一种用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末及其制备方法和在选择性激光烧结方面的应用。
技术介绍
选择性激光烧结(SelectiveLaserSintering,SLS)技术是一种快速成型技术，是目前增材制造技术中应用最广泛且最具市场前景的技术，近年来呈现出快速发展的趋势。SLS技术是由计算机首先对三维实体进行扫描，然后通过高强度激光照射预先在工作台或零部件上铺上的材料粉末选择性地一层接着一层地熔融烧结，进而实现逐层成型的技术。SLS技术具有高度的设计柔性，能够制造出精确的模型和原型，可以成型具有可靠结构的可以直接使用的零部件，并且生产周期短，工艺简单，因此特别适合于新产品的开发。能够用于SLS技术的成型材料种类较为广泛，包括高分子、石蜡、金属、陶瓷以及它们的复合材料。然而，成型材料的性能、性状又是SLS技术烧结成功的一个重要因素，它还直接影响成型件的成型速度、精度，以及物理、化学性能及其综合性能。尽管适用的成型材料种类繁多，但是目前能够直接应用于SLS技术并成功制造出尺寸误差小、表面规整、孔隙率低的模塑品的聚合物粉末原料却鲜少。现有技术中，通常采用粉碎法、如深冷粉碎法来制备SLS用的粉末原料，这不仅需要特定设备，制备得到的粉末原料颗粒表面较粗糙、粒径不够均匀、形状不规则，不利于烧结成型体的形成，并影响成型体的性能。目前市场上适用于SLS技术的聚合物粉末原料匮乏，因此各种聚合物种类相应的固体粉末原料亟待开发。尼龙是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂总称，无毒，具有优良的机械强度、耐磨性及耐腐蚀性，广泛应用于工业、医疗及纺织业，开发SLS用的尼龙树脂固体粉末，可满足个性化的产品应用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种适用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末及其制备方法和应用。根据本专利技术提供的尼龙树脂粉末具有良好的抗氧化性、良好的粉末流动性、合适的尺寸大小、合适的堆密度、匀称的颗粒外形以及均匀的粒径分布，适用于选择性激光烧结来制备各种模塑品。本专利技术提供了一种用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末的制备方法，所述方法包括以下步骤：a)在加热温度下，将尼龙树脂溶解于酰胺类和/或醇类有机溶剂中，得到尼龙树脂溶液；b)将步骤a)得到的尼龙树脂溶液降温，使固体沉淀析出，得到固液混合物；c)在步骤b)得到的固液混合物中加入助剂，混合均匀；d)固液分离，干燥固体，得到适用于激光烧结的尼龙树脂粉末；其中，所述助剂包括粉末隔离剂和/或抗氧剂。根据本专利技术，在步骤a)中，所述尼龙树脂为尼龙56或尼龙610。尼龙主要由石油化学法生产，如尼龙56由己二酸和戊二胺聚合而成。随着化石资源的日渐枯竭以及人们环保意识的加强，以生物质资源为原料生产的生物基尼龙，日渐发展为规模化工业生产和应用。尼龙56已发展出由赖氨酸经生物工程改造得到1,5-戊二胺，部分或全部使用1,5-戊二胺可以制得生物基尼龙56，相比石油基尼龙产品更具环保优势。制得的尼龙56纤维具有高吸水性、良好的耐磨性和机械性能，在工业领域完全可以替代传统的尼龙6和尼龙66，尤其在纺织行业更有着优异的应用。优选地，在步骤a)中，以所述尼龙树脂为100重量份数计，所述有机溶剂用量为600-1200重量份数，优选为800-1000重量份数。根据本专利技术，所述酰胺类优选为C1-C8酰胺，进一步优选C2-C5酰胺；具体地，所述酰胺类优选为N,N-二甲基甲酰胺和或/N,N-二甲基乙酰胺。根据本专利技术，所述醇类优选为C1-C10脂肪醇，进一步优选为C1-C6脂肪醇；具体地，所述醇类优选为甲醇和/或乙醇。在一个更优选的实施方式中，所述有机溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺。尽管有机溶剂沉淀技术已经被用于分离和提纯生化物质，尤其是蛋白质，或者用于析出制备晶体。但是，目前关于采用有机溶剂沉淀法制备用于选择性激光烧结技术的树脂材料粉末的报道还很少。尤其是尚未有报道用于制备适用于选择性激光烧结尼龙树脂粉末。对于有机溶剂沉淀技术，溶剂种类的选自至关重要。对于特定的高分子材料尼龙树脂，本专利技术的专利技术人通过不断地尝试和探索研究，发现使用如上所述的有机溶剂、尤其是N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺作为有机溶剂溶解并降温沉淀尼龙树脂时，能够有利地获得适于选择性激光烧结的尼龙粉末原料。本专利技术的专利技术人进一步通过大量的实验探索发现，当使用如上所述有机溶剂、例如乙醇作为尼龙树脂的溶剂时，能够使尼龙树脂以球形和/或类球形的性状析出，并且具有20-140μm的粒径，表面圆滑，分散性好，尺寸分布小，特别适用于选择性激光烧结技术。有机溶剂的用量为前述范围内时，能够获得形貌、分散性较好的尼龙树脂粉末。根据本专利技术，优选在步骤a)中，所述加热温度为150-230℃，优选为170-220℃，优选为190-210℃。在一个优选实施方案中，将尼龙树脂溶液在加热温度保持60-240分钟。优选地，步骤a)在惰性气体下进行加热，优选为氮气；所述惰性气体压力为0.1-0.5Mpa，优选0.2-0.3Mpa。根据本专利技术，优选在步骤b)中，平均降温速率为0.1℃/min-1℃/min。优选地，将尼龙树脂溶液降温至降温目标温度，并在降温目标温度保持30-90分钟；所述降温目标温度优选为10-30℃。优选地，步骤b)在自生压力下进行。优选地，在步骤b)中，将尼龙树脂溶液降温至一个或多个中间温度，并在所述中间温度保持30-90分钟；所述中间温度优选为80-150℃，优选为100-130℃。根据本专利技术的一些优选实施方案，在步骤b)中，将尼龙树脂溶液降温至一个中间温度。根据本专利技术的方法，只需要经历所述的一个中间温度，即只需要分两个阶段进行降温，就能够获得良好的效果。在本专利技术提供的方法中，尼龙树脂溶液的降温过程可以匀速降温，也可以阶段性降温。本专利技术的专利技术人经过大量的实验探索，发现在本专利技术的一些优选的实施方案中，通过两步或一步降温法即可获得较好的析出效果。在步骤b)中，将尼龙树脂溶液降温至一个或多个中间温度，并在所述中间温度保持30～90分钟；所述中间温度优选为80-150℃，优选为100-130℃。容易理解，所述中间温度是指步骤a)的加热温度和步骤b)的降温目标温度之间的温度。进一步的，当中间温度例如为80～150℃中的任意一个温度时，步骤a)中的温度应该大于该中间温度。例如，在一个具体的实施例中，将尼龙56树脂溶液从加热温度200℃降至130℃时，在130℃保持温度60分钟；或者直接降至室温。在另一些优选实施方案中，当尼龙56树脂溶液从加热温度降至100-120℃时，保温30-90分钟。经大量的试验证明，所述升温和降温过程中的恒温过程能够获得较好的析出效果。通过专利技术的加热降温方式，能够保证获得粒径分布均匀的粉末颗粒，因而特别适于选择性激光烧结应用。根据本专利技术，在步骤c)中，所述抗氧剂优选为抗氧剂1010和/或抗氧剂168，进一步优选地，以尼龙树脂为100重量份数计，所述抗氧剂1010用量为0.1-0.5重量份数，优选为0.2-0.4重量份数；抗氧剂168用量为0.1-0.5重量份数，优选为0.2-0.4重量份数。在一个优选实施方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末的制备方法，所述方法包括以下步骤：a)在加热温度下，将尼龙树脂溶解于酰胺类和/或醇类有机溶剂中，得到尼龙树脂溶液；b)将步骤a)得到的尼龙树脂溶液降温，使固体沉淀析出，得到固液混合物；c)在步骤b)得到的固液混合物中加入助剂，混合均匀；d)固液分离，干燥固体，得到适用于激光烧结的尼龙树脂粉末；其中，所述助剂包括粉末隔离剂和/或抗氧剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于选择性激光烧结的尼龙树脂粉末的制备方法，所述方法包括以下步骤：a)在加热温度下，将尼龙树脂溶解于酰胺类和/或醇类有机溶剂中，得到尼龙树脂溶液；b)将步骤a)得到的尼龙树脂溶液降温，使固体沉淀析出，得到固液混合物；c)在步骤b)得到的固液混合物中加入助剂，混合均匀；d)固液分离，干燥固体，得到适用于激光烧结的尼龙树脂粉末；其中，所述助剂包括粉末隔离剂和/或抗氧剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，所述尼龙树脂为尼龙56或尼龙610。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以所述尼龙树脂为100重量份数计，所述有机溶剂用量为600-1200重量份数，优选为800-1000重量份数。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述酰胺类为C1-C8酰胺，优选选自C2-C5酰胺，优选为N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺；所述醇类为C1-C10脂肪醇，优选选自C1-C6脂肪醇，优选为甲醇和/或乙醇。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，所述加热温度为130-230℃，优选为160-210℃；优选将尼龙树脂溶液在所述加热温度保持60-240分钟。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，平均降温速率为0.1℃/min-1℃/min；优选地，将尼龙树脂溶液降温至降温目标温度，并在降温目标温度保持30-90分钟；优选所述降温目标温度为10-30℃。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建叶，张师军，初立秋，张丽英，董穆，邹浩，高达利，侴白舸，吕明福，权慧，郭鹏，徐凯，白弈青，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11