一种聚酰胺粉末及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚酰胺制备技术领域，具体涉及一种聚酰胺粉末及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：溶解保温：将聚酰胺溶解加入到反应釜中，加热升温至比聚酰胺温度析出温度高25-80℃；降温制粉：以0.5-2.0℃/min的速率降温至比聚酰胺粉末析出温度高14-16℃的温度，然后以0.1-0.4℃/min的速率降温至聚酰胺粉末的析出温度，最后以1-5℃/min的速率降温至室温，析出得到聚酰胺沉淀；干燥：将聚酰胺析出沉淀进行干燥得到聚酰胺粉末颗粒。本发明专利技术制得的聚酰胺粉末颗粒尺寸集中度好，工艺简便，尤其适用于SLS的工艺要求，制件性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚酰胺制备
，具体涉及一种聚酰胺粉末及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺也俗称尼龙，它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。尼龙作为大用量的工程塑料，广泛用于机械、汽车、电器、纺织器材、化工设备、航空、冶金等领域，成为各行业中不可缺少的结构材料，其主要特点如下：1、优良的力学性能：尼龙的机械强度高，韧性好；2、自润性、耐摩擦性好：尼龙具有很好的自润性，摩擦系数小，从而，作为传动部件其使用寿命长；3、优良的耐热性：如尼龙46等高结晶性尼龙的热变形温度很高，可在150℃下长期期使用，PA66经过玻璃纤维增强以后，其热变形温度达到250℃以上；4、优异的电绝缘性能：尼龙的体积电阻很高，耐击穿电压高，是优良的电气、电器绝缘材料；5、优良的耐气候性；6、吸水性：尼龙吸水性大，饱和水可达到3%以上。在一定程度还可以影响制件的尺寸稳定性。选择性激光烧结（SLS）是采用红外激光器作能源，使用的造型材料多为粉末材料，主要用于塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。SLS是最近新兴的一种3D打印技术。聚酰胺是一种结晶性聚合物，采用聚酰胺制得的SLS制件在强度、致密度等方面都具有较优异的性能，是一种非常适合用于SLS工艺的高分子材料。溶剂沉淀法是目前运用较多的制备尼龙粉末的方法之一，是将尼龙溶解于合适的溶剂中，通过激烈搅拌使物料在溶剂中均匀分布并冷却析出粉末状沉淀。现有溶剂沉淀法制备的尼龙粉末大多是基于尼龙粉末涂料及滚塑的用途，而SLS技术对尼龙粉末的形貌及粒径提出了更高的要求，若粉末形貌较差，在选择性激光烧结过程中会导致粉末铺粉效果较差，使得铺粉不平整，产生裂纹，从而导致烧结制件的成型不好。现有方法制备的尼龙粉末用于SLS成型制造仍存在许多缺陷，如：粉末颗粒形状不规则（如各种异形颗粒），粉末粒径尺寸大小不一，粉末粒径分布太宽和粉末耐热性差等。从而影响SLS成型制件的表面粗糙度，成型尺寸精度，制件外面粉末清除容易程度及SLS的加工过程中的铺粉效果等。现有的方法制备的尼龙粉末为了能获得粒径分布集中的粉末颗粒以便适用于SLS烧结，往往需要对粉末进行筛分分级，将粉末中的较小颗粒（颗粒粒径在20微米以下）及较大颗粒（颗粒粒径在80微米以上）去除。而为了弥补粉末颗粒不规则导致的流动性差的问题，需要添加大量的流动助剂，以获得SLS烧结过程中较好的的铺粉效果。或者是在溶剂法制粉过程中添加一定量的丁酮，从而使得粉末颗粒形貌规整，具有较好的球形度，但丁酮的添加又会损害材料的抗氧化效果，会使粉末变黄，制件性能变差。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种聚酰胺粉末的制备方法，采用该制备方法得到的聚酰胺粉末颗粒球形度好，粉末颗粒尺寸集中度好，工艺简便，尤其适用于SLS的工艺要求，制件性能优良。本专利技术的另一专利技术目的在于提供一种聚酰胺粉末，该聚酰胺粉末颗粒球形度好，粉末颗粒尺寸集中度好，尤其适用于SLS的工艺要求，制件性能优良。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种聚酰胺粉末的制备方法，包括以下步骤：溶解保温：将聚酰胺溶解加入到反应釜中，加热升温至比聚酰胺温度析出温度高25-80℃；三段降温制粉：第一阶段：以0.5-2.0℃/min的速率降温至比聚酰胺粉末析出温度高20-30℃的温度；第二阶段：以0.1-0.4℃/min的速率降温至聚酰胺粉末的析出温度；第三阶段：最后以1-5℃/min的速率降温至室温，析出聚酰胺沉淀。三个阶段的降温速率必须严格控制在一定的范围，超出该范围得到的聚酰胺粉末的球形度达不到本专利技术的效果。聚酰胺粉末的析出温度可以通过常规的方法测出，然后再根据其析出温度进行三阶段的降温制粉，得到的粉末粒径均匀、球形度高。本工艺步骤关系到制粉的成功，在此温度工艺范围以外的制得的粉末材料，是难以用于3D打印的SLS工艺的。本专利技术利用间接降温方法达到一个良好的粉末颗粒球形度及较集中的粒径分布。如果是通过内腔直接降温，很难有良好的球形度及粒径分布集中度。干燥：将聚酰胺析出沉淀进行干燥得到聚酰胺粉末颗粒，干燥之前还可以进行离心过滤，得到聚酰胺粉，干燥后得到粉末颗粒。其中，所述溶解保温步骤中反应釜内有氮气保护，保温时间为0.5-1.5小时。保温的目的为了使材料在高温高压下充分溶解，同时对分子链也会有影响，提高聚酰胺粉末的球形度。其中，所述溶解保温步骤中反应釜内的压力为0.8-1.2MPa，压力对聚酰胺粉末的成型度效果有明显影响，而对反应釜内的压力控制工艺简单，极易实现。其中，所述降温制粉过程中反应釜内均匀搅拌溶液，搅拌速度为100-1000r/min，优选为450-550r/min。均匀的搅拌可以使反应釜内的温度更加均匀，并且不会影响聚酰胺的沉淀析出。其中，降温制粉步骤中利用控制反应釜的导热油温度达到控温目的。通过控制反应釜的导热油温度来控温，釜内温度更加均匀，并且在降温过程中呈整体降温，得到聚酰胺粉末的球形度和均匀集中度会更好。其中，所述溶解保温步骤中，聚酰胺利用有机溶剂溶解，有机溶剂为醇类溶剂或酰胺类溶剂，优选使用甲酰胺，二甲基甲酰胺。溶剂与聚酰胺的混合比例按照常规的聚酰胺溶剂法的比例混合溶剂即可。其中，所述聚酰胺为PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、PA612、PA1010、PA1012、PA1212中的任一种。其中，所述溶解保温步骤中还可以加入成核助剂，有助于粉末析出过程中的粉末颗粒成核效果。其中，所述成核助剂为金属氧化物，成核助剂的添加量为尼龙添加量的0.1-2%，进一步优选为0.5-1%，成核助剂的添加量可以降低对降温过程中降温速率工艺的控制要求，生产工艺便于控制，产品良品率更高，优选使用二氧化钛、氧化钼。其中，还可以添加流动助剂，如气相白炭黑，气相氧化铝等，优选使用气相二氧化硅，使反应釜内的物质流动性好，受热均匀，沉淀析出更加稳定，得到的聚酰胺球形度高和均匀度更加集中。其添加量为聚酰胺粉末添加质量的0.1-2%，进一步优选为0.5-1%。一种利用上述方法制备得到的聚酰胺粉末，粉末颗粒尺寸分布均匀，颗粒粒径为40-60μm左右，通过激光粒度测量，其D10在30μm以上，D50在55-65μm，D75小于80μm。在实际应用中发现，相同的尼龙材料，粉末形貌越接近于球形，粉末颗粒尺寸比较均匀，粒径分布越集中，其粉末流动性越好，堆积密度越大，而粉末松装密度越高，流动性好，则制件性能越好，制件表面越光滑，制件尺寸精度越高，且制件表面粉末去除就越容易。本专利技术的粉末粒径分布是检验粉末材料性能的一个重要参数，直接关系到能否顺利进行加工及加工制件的整体成型性能。将聚酞胺粉末的薄层沉积在室中的水平板上，维持一定的温度，根据对应于物品的几何形状，激光使在粉末层的不同点的粉末颗粒附聚，例如借助于计算机，该计算机在它的存储器中具有物品的形状并且以薄片的形式复原该形状。然后，使该水平板降低的值对应于粉末层厚度，然后沉积新的粉末层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酰胺粉末的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：溶解保温：将聚酰胺溶解加入到反应釜中，加热升温至比聚酰胺温度析出温度高25‑80℃；三段降温制粉：第一阶段：以0.5‑2.0℃/min的速率降温至比聚酰胺粉末析出温度高20‑30℃的温度；第二阶段：以0.1‑0.4℃/min的速率降温至聚酰胺粉末的析出温度；第三阶段：最后以1‑5℃/min的速率降温至室温，析出聚酰胺沉淀；干燥：将聚酰胺析出沉淀进行干燥得到聚酰胺粉末颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺粉末的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
溶解保温：将聚酰胺溶解加入到反应釜中，加热升温至比聚酰胺温度析出温度高25-80℃；
三段降温制粉：
第一阶段：以0.5-2.0℃/min的速率降温至比聚酰胺粉末析出温度高20-30℃的温度；
第二阶段：以0.1-0.4℃/min的速率降温至聚酰胺粉末的析出温度；
第三阶段：最后以1-5℃/min的速率降温至室温，析出聚酰胺沉淀；
干燥：将聚酰胺析出沉淀进行干燥得到聚酰胺粉末颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种聚酰胺粉末的制备方法，其特征在于：所述溶解保温步骤中反应釜内有氮气保护，保温时间为0.5-1.5小时，所述溶解保温步骤中反应釜内的压力为0.8-1.2MPa。
3.根据权利要求1所述的一种聚酰胺粉末的制备方法，其特征在于：所述降温制粉过程中反应釜内均匀搅拌溶液，搅拌速度为100-1000r/min。
4.根据权利要求1所述的一种聚酰胺粉末的制备方法，其特征在于：降温制粉步骤中利用控制反应釜的导热油温度达到控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘映坚，傅轶，洪浩然，王雁国，黄志轩，
申请(专利权)人：广东银禧科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44