一种选择性激光烧结用防滴落尼龙材料及其制备方法技术

一种选择性激光烧结用防滴落尼龙材料及其制备方法，包括：将低分子量尼龙粉末、凝聚相阻燃金属化合物、偶联剂加入到第一容器中进行搅拌后加入到挤出机中，并加入第一润滑剂进行熔融混炼，得到混炼尼龙材料；将上述混炼尼龙材料、高分子量尼龙树脂、第二润滑剂加入到挤出机中进行混炼，并拉丝切粒得到防滴落尼龙粒料；将无机填料与防滴落尼龙粒料转入深冷粉碎机中加工制粉得到防滴落尼龙半成品粉末，并将防滴落尼龙半成品粉末、流动助剂和抗氧化剂加到第二容器中进行搅拌，得到选择性激光烧结用防滴落尼龙材料。本发明专利技术不仅能让凝聚相阻燃金属化合物在低分子量尼龙粉末中具有良好的分散程度，同时能使成品材料具备良好的防滴落效果与机械性能。果与机械性能。

【技术实现步骤摘要】
一种选择性激光烧结用防滴落尼龙材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于增材制造
，具体涉及一种选择性激光烧结用防滴落尼龙材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]众所周知，聚合物是SLS的常用材料，其中，尼龙占据90%以上的市场，原因在于激光吸收效率高，机械性能好，从而能够满足手板及模型制造等中低端行业的标准要求。但随着SLS材料性能的提升与加工速度的增快，SLS技术开始向汽车行业进军，因此对材料的防滴落性也提出了新的要求。众所周知，尼龙材料的燃烧稳定性较好，可以达到UL94标准的HB级别，但欧盟对汽车内饰材料要求的ECE-R118标准中不仅对材料的燃烧稳定性作出了要求，更对材料的熔融态滴落行为有了更为严格的规定（ANNEX 7），而尼龙材料由于自身熔点较低，熔融速率过快，极易熔滴。因此，如何控制尼龙材料的熔融滴落行为，是SLS技术产业化升级及推向国际化所面临的重要挑战。
[0004]目前，在传统领域中已有多种方法来控制材料的防滴落行为，但均聚焦于材料在UL94垂直燃烧条件下的燃烧滴落行为，而对于ECE-R118标准中的熔融滴落的研究较少。从机理上来看，仅有通过纤维化形成网络结构的聚四氟乙烯和通过凝聚相隔热的镁，铝化合物能够抑制材料的熔融行为与速率。此外对于SLS技术而言，聚四氟乙烯的加入一方面会导致SLS烧结主温波动，更严重的是纤维化的聚四氟乙烯会导致材料的各向异性，使材料在Z方向的机械性能及尺寸稳定性显著下降。而对于镁，铝化合物而言，因其能够快速的吸收热量且具有环境友好的特点，使其能够很好的使用于汽车行业中。如专利号：CN108084565A 通过熔融挤出法向聚丙烯中添加氢氧化铝，使制备成的复合材料的各项性能均满足燃气轮机壳的要求。虽然镁，铝类助剂具有一系列优势，也成功应用于传统加工技术中，但这类材料的内部分子多为极性结构，与非极性的聚合物材料的相容性差，非均相结构大量存在于两者的界面，成为复合材料内部缺陷，导致机械性能及防滴落性能下降。更严峻的是，SLS技术仅能在常压及低于熔点的条件下进行产品制造，导致添加微量的助剂也会大幅降低成品的性能。另一方面，不同于传统技术的整体加工，SLS技术为层层堆叠的加工方式，各项异性表现的更为显著。因此，提高镁，铝阻燃剂在聚合物中的分散程度是SLS采用防滴落尼龙材料的关键技术。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种选择性激光烧结用防滴落尼龙材料及其制备方法，使得该材料制备的成品工件具备良好的防滴落效果与优良的机械
性能。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种选择性激光烧结用防滴落尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将低分子量尼龙粉末、凝聚相阻燃金属化合物、偶联剂加入到第一容器中进行搅拌后加入到挤出机中，并加入第一润滑剂进行熔融混炼，得到混炼尼龙材料；步骤二、将上述混炼尼龙材料、高分子量尼龙树脂、第二润滑剂加入到挤出机中进行混炼，并拉丝切粒，得到防滴落尼龙粒料；步骤三、将无机填料与防滴落尼龙粒料转入深冷粉碎机中加工制粉，得到防滴落尼龙半成品粉末，并将所述防滴落尼龙半成品粉末、流动助剂和抗氧化剂加到第二容器中进行搅拌，得到选择性激光烧结用防滴落尼龙材料；其中，所述高分子量尼龙树脂、低分子量尼龙粉末、凝聚相阻燃金属化合物、偶联剂、第一润滑剂、第二润滑剂、无机填料、流动助剂和抗氧化剂的重量份数比为：100：2~20：1~50：0.01~1：0.01~0.5：0.1~3：0~50：0.1~3:0.01~1。
[0007]作为本专利技术的进一步优选方案，所述低分子量尼龙粉末的分子量为1~3万，其平均粒径为30~800μm；所述高分子量尼龙树脂的分子量为5~50万。
[0008]作为本专利技术的进一步优选方案，所述高分子量尼龙树脂的分子量大于或等于所述低分子量尼龙粉末的10倍。
[0009]作为本专利技术的进一步优选方案，所述步骤一中搅拌的具体工艺参数为：第一容器的温度保持在30～60℃，搅拌速率为20～400r/min，搅拌时间为50～300min。
[0010]作为本专利技术的进一步优选方案，所述高分子量尼龙树脂与低分子量尼龙粉末为同一类聚合物，均为尼龙6、尼龙66、尼龙10、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1212、尼龙1012、尼龙1010中的一种或多种。
[0011]作为本专利技术的进一步优选方案，所述凝聚相阻燃金属化合物为氢氧化镁，氢氧化铝，碱式碳酸铝镁，或者铝酸钙。
[0012]作为本专利技术的进一步优选方案，所述凝聚相阻燃金属化合物的平均粒径为0.5~10μm。
[0013]作为本专利技术的进一步优选方案，所述步骤一中的混炼工艺为：温度控制在上述低分子量尼龙粉末的熔点以上10~50℃，螺杆转速为200~800r/min，时间为2~10min。
[0014]作为本专利技术的进一步优选方案，所述步骤二中的混炼工艺为：温度控制在上述尼龙粉末的熔点以上10~50℃，螺杆转速为1000~3000r/min，时间为1~4min。
[0015]本专利技术还提供了一种选择性激光烧结用防滴落尼龙材料，其由上述任一项所述选择性激光烧结用防滴落尼龙材料的制备方法制备得到。
[0016]本专利技术的选择性激光烧结用防滴落尼龙材料及其制备方法，通过采用上述技术方案，可以达到以下有益效果：1. 将凝聚相阻燃金属化合物添加入低分子量尼龙粉末中，不仅可以使成品粉末具备防滴落特性，而且该类助剂不会降低粉末的流动性，使成品粉末保持可靠的SLS加工能力。
[0017]2. 将凝聚相阻燃金属化合物加入到低分子量尼龙粉末中进行一次混炼，然后再加入高分子量尼龙树脂中进行二次混炼，这样不仅能让凝聚相阻燃金属化合物在低分子量尼龙粉末中具有良好的分散程度，同时能够维持成品粉末的主体分子量，使成品材料具备
良好的防滴落效果与机械性能。
[0018]3. 本专利技术制备的选择性激光烧结用防滴落尼龙材料绿色无污染，能够很好地适用于国内外的汽车行业当中。
具体实施方式
[0019]为了解决现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种选择性激光烧结用防滴落尼龙材料的制备方法，即将具有凝聚相隔热能力的凝聚相阻燃金属化合物加入到熔指较高，分散能力更好的低分子量尼龙粉末中进行一次混炼，然后将以上混炼物加入到机械性能较强，稳定性更好的高分子量尼龙树脂中进行二次混炼，让上述金属化合物在尼龙中具有良好的分散，最终使成品工件具备良好的防滴落效果与优良的机械性能。
[0020]本专利技术的选择性激光烧结用防滴落尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将低分子量尼龙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种选择性激光烧结用防滴落尼龙材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将低分子量尼龙粉末、凝聚相阻燃金属化合物、偶联剂加入到第一容器中进行搅拌后加入到挤出机中，并加入第一润滑剂进行熔融混炼，得到混炼尼龙材料；步骤二、将上述混炼尼龙材料、高分子量尼龙树脂、第二润滑剂加入到挤出机中进行混炼，并拉丝切粒，得到防滴落尼龙粒料；步骤三、将无机填料与防滴落尼龙粒料转入深冷粉碎机中加工制粉，得到防滴落尼龙半成品粉末，并将所述防滴落尼龙半成品粉末、流动助剂和抗氧化剂加到第二容器中进行搅拌，得到选择性激光烧结用防滴落尼龙材料；其中，所述高分子量尼龙树脂、低分子量尼龙粉末、凝聚相阻燃金属化合物、偶联剂、第一润滑剂、第二润滑剂、无机填料、流动助剂和抗氧化剂的重量份数比为：100：2~20：1~50：0.01~1：0.01~0.5：0.1~3：0~50：0.1~3:0.01~1。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低分子量尼龙粉末的分子量为1~3万，其平均粒径为30~800μm；所述高分子量尼龙树脂的分子量为5~50万。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述高分子量尼龙树脂的分子量大于或等于所述低分子量尼龙粉末的10倍。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳云豪，潘强，李中元，文杰斌，
申请(专利权)人：湖南华曙高科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：