本發(fā)明涉及聚合物加工技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍樹(shù)脂粉末及其制備方法和在選擇性激光燒結(jié)方面的應(yīng)用。
背景技術(shù):
選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering,SLS)技術(shù)是一種快速成型技術(shù),是目前增材制造技術(shù)中應(yīng)用最廣泛且最具市場(chǎng)前景的技術(shù),近年來(lái)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢(shì)。SLS技術(shù)是由計(jì)算機(jī)首先對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行掃描,然后通過(guò)高強(qiáng)度激光照射預(yù)先在工作臺(tái)或零部件上鋪上的材料粉末選擇性地一層接著一層地熔融燒結(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)逐層成型的技術(shù)。SLS技術(shù)具有高度的設(shè)計(jì)柔性,能夠制造出精確的模型和原型,可以成型具有可靠結(jié)構(gòu)的可以直接使用的零部件,并且生產(chǎn)周期短,工藝簡(jiǎn)單,因此特別適合于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。
能夠用于SLS技術(shù)的成型材料種類較為廣泛,包括高分子、石蠟、金屬、陶瓷以及它們的復(fù)合材料。然而,成型材料的性能、性狀又是SLS技術(shù)燒結(jié)成功的一個(gè)重要因素,它還直接影響成型件的成型速度、精度,以及物理、化學(xué)性能及其綜合性能。盡管適用的成型材料種類繁多,但是目前能夠直接應(yīng)用于SLS技術(shù)并成功制造出尺寸誤差小、表面規(guī)整、孔隙率低的模塑品的聚合物粉末原料卻鮮少?,F(xiàn)有技術(shù)中,通常采用粉碎法、如深冷粉碎法來(lái)制備SLS用的粉末原料,這不僅需要特定設(shè)備,制備得到的粉末原料顆粒表面較粗糙、粒徑不夠均勻、形狀不規(guī)則,不利于燒結(jié)成型體的形成,并影響成型體的性能。目前市場(chǎng)上適用于SLS技術(shù)的聚合物粉末原料匱乏,因此各種聚合物種類相應(yīng)的固體粉末原料亟待開(kāi)發(fā)。
尼龍是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)的熱塑性樹(shù)脂總稱,無(wú)毒,具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性及耐腐蝕性,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療及紡織業(yè),開(kāi)發(fā)SLS用的尼龍樹(shù)脂固體粉末,可滿足個(gè)性化的產(chǎn)品應(yīng)用需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供了一種適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍樹(shù)脂粉末及其制備方法和應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明提供的尼龍樹(shù)脂粉末具有良好的抗氧化性、良好的粉末流動(dòng)性、合適的尺寸大小、合適的堆密度、勻稱的顆粒外形以及均勻的粒徑分布,適用于選擇性激光燒結(jié)來(lái)制備各種模塑品。
本發(fā)明提供了一種用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍樹(shù)脂粉末的制備方法,所述方法包括以下步驟:
a)在加熱溫度下,將尼龍樹(shù)脂溶解于酰胺類和/或醇類有機(jī)溶劑中,得到尼龍樹(shù)脂溶液;
b)將步驟a)得到的尼龍樹(shù)脂溶液降溫,使固體沉淀析出,得到固液混合物;
c)在步驟b)得到的固液混合物中加入助劑,混合均勻;
d)固液分離,干燥固體,得到適用于激光燒結(jié)的尼龍樹(shù)脂粉末;
其中,所述助劑包括粉末隔離劑和/或抗氧劑。
根據(jù)本發(fā)明,在步驟a)中,所述尼龍樹(shù)脂為尼龍56或尼龍610。
尼龍主要由石油化學(xué)法生產(chǎn),如尼龍56由己二酸和戊二胺聚合而成。隨著化石資源的日漸枯竭以及人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),以生物質(zhì)資源為原料生產(chǎn)的生物基尼龍,日漸發(fā)展為規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用。尼龍56已發(fā)展出由賴氨酸經(jīng)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龍56,相比石油基尼龍產(chǎn)品更具環(huán)保優(yōu)勢(shì)。制得的尼龍56纖維具有高吸水性、良好的耐磨性和機(jī)械性能,在工業(yè)領(lǐng)域完全可以替代傳統(tǒng)的尼龍6和尼龍66,尤其在紡織行業(yè)更有著優(yōu)異的應(yīng)用。
優(yōu)選地,在步驟a)中,以所述尼龍樹(shù)脂為100重量份數(shù)計(jì),所述有機(jī)溶劑用量為600-1200重量份數(shù),優(yōu)選為800-1000重量份數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明,所述酰胺類優(yōu)選為C1-C8酰胺,進(jìn)一步優(yōu)選C2-C5酰胺;具體地,所述酰胺類優(yōu)選為N,N-二甲基甲酰胺和或/N,N-二甲基乙酰胺。
根據(jù)本發(fā)明,所述醇類優(yōu)選為C1-C10脂肪醇,進(jìn)一步優(yōu)選為C1-C6脂肪醇;具體地,所述醇類優(yōu)選為甲醇和/或乙醇。
在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺。
盡管有機(jī)溶劑沉淀技術(shù)已經(jīng)被用于分離和提純生化物質(zhì),尤其是蛋白質(zhì),或 者用于析出制備晶體。但是,目前關(guān)于采用有機(jī)溶劑沉淀法制備用于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的樹(shù)脂材料粉末的報(bào)道還很少。尤其是尚未有報(bào)道用于制備適用于選擇性激光燒結(jié)尼龍樹(shù)脂粉末。對(duì)于有機(jī)溶劑沉淀技術(shù),溶劑種類的選自至關(guān)重要。對(duì)于特定的高分子材料尼龍樹(shù)脂,本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)不斷地嘗試和探索研究,發(fā)現(xiàn)使用如上所述的有機(jī)溶劑、尤其是N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺作為有機(jī)溶劑溶解并降溫沉淀尼龍樹(shù)脂時(shí),能夠有利地獲得適于選擇性激光燒結(jié)的尼龍粉末原料。
本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)一步通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)探索發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用如上所述有機(jī)溶劑、例如乙醇作為尼龍樹(shù)脂的溶劑時(shí),能夠使尼龍樹(shù)脂以球形和/或類球形的性狀析出,并且具有20-140μm的粒徑,表面圓滑,分散性好,尺寸分布小,特別適用于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。
有機(jī)溶劑的用量為前述范圍內(nèi)時(shí),能夠獲得形貌、分散性較好的尼龍樹(shù)脂粉末。
根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選在步驟a)中,所述加熱溫度為150-230℃,優(yōu)選為170-220℃,優(yōu)選為190-210℃。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,將尼龍樹(shù)脂溶液在加熱溫度保持60-240分鐘。
優(yōu)選地,步驟a)在惰性氣體下進(jìn)行加熱,優(yōu)選為氮?dú)?;所述惰性氣體壓力為0.1-0.5Mpa,優(yōu)選0.2-0.3Mpa。
根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選在步驟b)中,平均降溫速率為0.1℃/min-1℃/min。
優(yōu)選地,將尼龍樹(shù)脂溶液降溫至降溫目標(biāo)溫度,并在降溫目標(biāo)溫度保持30-90分鐘;所述降溫目標(biāo)溫度優(yōu)選為10-30℃。
優(yōu)選地,步驟b)在自生壓力下進(jìn)行。
優(yōu)選地,在步驟b)中,將尼龍樹(shù)脂溶液降溫至一個(gè)或多個(gè)中間溫度,并在所述中間溫度保持30-90分鐘;所述中間溫度優(yōu)選為80-150℃,優(yōu)選為100-130℃。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方案,在步驟b)中,將尼龍樹(shù)脂溶液降溫至一個(gè)中間溫度。根據(jù)本發(fā)明的方法,只需要經(jīng)歷所述的一個(gè)中間溫度,即只需要分兩個(gè)階段進(jìn)行降溫,就能夠獲得良好的效果。
在本發(fā)明提供的方法中,尼龍樹(shù)脂溶液的降溫過(guò)程可以勻速降溫,也可以階段性降溫。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)探索,發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí) 施方案中,通過(guò)兩步或一步降溫法即可獲得較好的析出效果。在步驟b)中,將尼龍樹(shù)脂溶液降溫至一個(gè)或多個(gè)中間溫度,并在所述中間溫度保持30~90分鐘;所述中間溫度優(yōu)選為80-150℃,優(yōu)選為100-130℃。容易理解,所述中間溫度是指步驟a)的加熱溫度和步驟b)的降溫目標(biāo)溫度之間的溫度。進(jìn)一步的,當(dāng)中間溫度例如為80~150℃中的任意一個(gè)溫度時(shí),步驟a)中的溫度應(yīng)該大于該中間溫度。例如,在一個(gè)具體的實(shí)施例中,將尼龍56樹(shù)脂溶液從加熱溫度200℃降至130℃時(shí),在130℃保持溫度60分鐘;或者直接降至室溫。在另一些優(yōu)選實(shí)施方案中,當(dāng)尼龍56樹(shù)脂溶液從加熱溫度降至100-120℃時(shí),保溫30-90分鐘。經(jīng)大量的試驗(yàn)證明,所述升溫和降溫過(guò)程中的恒溫過(guò)程能夠獲得較好的析出效果。
通過(guò)發(fā)明的加熱降溫方式,能夠保證獲得粒徑分布均勻的粉末顆粒,因而特別適于選擇性激光燒結(jié)應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明,在步驟c)中,所述抗氧劑優(yōu)選為抗氧劑1010和/或抗氧劑168,進(jìn)一步優(yōu)選地,以尼龍樹(shù)脂為100重量份數(shù)計(jì),所述抗氧劑1010用量為0.1-0.5重量份數(shù),優(yōu)選為0.2-0.4重量份數(shù);抗氧劑168用量為0.1-0.5重量份數(shù),優(yōu)選為0.2-0.4重量份數(shù)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,抗氧劑由如上所限定范圍的抗氧劑1010和抗氧劑168復(fù)配組成。
尼龍樹(shù)脂具有酰胺基團(tuán),它的離解能較低,分子鏈易斷裂,并且酰胺基團(tuán)是生色基團(tuán),在高熱和有機(jī)溶劑的作用下易引發(fā)聚合物的降解;它具有較強(qiáng)的極性,易吸水,在高溫下易發(fā)生水解、氨解和酸解,從而劣化了樹(shù)脂粉末在選擇性激光燒結(jié)過(guò)程中的性能,導(dǎo)致其使用壽命縮短。根據(jù)本發(fā)明,當(dāng)加入抗氧劑時(shí),不僅能夠阻止氧化反應(yīng)的鏈傳遞,還能提高尼龍樹(shù)脂對(duì)光的穩(wěn)定性,減緩尼龍樹(shù)脂發(fā)生氧化反應(yīng),提高制得的尼龍樹(shù)脂粉末的耐熱穩(wěn)定性和加工穩(wěn)定性,達(dá)到延長(zhǎng)使用壽命的目的。
根據(jù)本發(fā)明,在步驟c)中,所述粉末隔離劑可以為金屬皂,即基于鏈烷一元羧酸或二聚酸的堿金屬或堿土金屬,優(yōu)選選自硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣和硬脂酸鉛中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明,所述粉末隔離劑可以是納米氧化物和/或納米金屬鹽,優(yōu)選選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鋯、碳酸鈣和硫酸鋇納米顆粒中的至少一種。
在本發(fā)明中,以尼龍樹(shù)脂為100重量份數(shù)計(jì),所述粉末隔離劑用量為0.01-10重量份數(shù),優(yōu)選為0.1-5重量份數(shù),優(yōu)選為0.5-1重量份數(shù)。
采用粉末隔離劑可以防止尼龍粉末顆粒之間發(fā)生粘結(jié),以致于影響加工性能。另一方面也可以防止抗氧劑的粘結(jié),使其更均勻的分散在尼龍樹(shù)脂中發(fā)揮抗氧化性能。更進(jìn)一步的,粉末隔離劑還能與抗氧劑協(xié)同作用,尤其其用量在前述范圍內(nèi),能夠獲得分散性和流動(dòng)性良好、適合于選擇性激光燒結(jié)的尼龍樹(shù)脂粉末。
本發(fā)明還提供了根據(jù)以上方法制備得到的用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍樹(shù)脂粉末,所述粉末的顆粒為球形和/或類球形,顆粒的粒徑大小為20-140μm,粒徑分布D10=43-67μm、D50=55-97μm、D90=68-122μm。根據(jù)本發(fā)明提供的該尼龍樹(shù)脂粉末尤其適用于選擇性激光燒結(jié)技術(shù),燒結(jié)成功率高,得到的燒結(jié)產(chǎn)品與預(yù)定產(chǎn)品尺寸誤差小,斷面空洞少。
此外,本發(fā)明進(jìn)一步提供一種選擇性激光燒結(jié)方法,所述方法包括通過(guò)如上所述的方法制備尼龍樹(shù)脂粉末,以作為燒結(jié)粉末原料。通過(guò)本發(fā)明提供的該選擇性激光燒結(jié)方法,能夠制備得到具有規(guī)則外形、表面勻稱光滑、機(jī)械性能良好的尼龍模塑品。
本發(fā)明提供的用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍樹(shù)脂粉末的制備方法,操作步驟簡(jiǎn)單、易于操作,通過(guò)選擇合適的溶劑,選擇在特定的溫度和壓力下,設(shè)計(jì)合適的升溫和降溫方式,從而獲得形態(tài)、性狀等特別適合于選擇性激光燒結(jié)的尼龍樹(shù)脂粉末原料。此外,本發(fā)明的另一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是,通過(guò)加入抗氧劑和粉末隔離劑,能夠得到尺寸大小適中、表面圓滑、分散性和流動(dòng)性好、粒徑分布均勻、堆密度適宜、抗氧化的尼龍樹(shù)脂粉末,在用于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)時(shí),能容易地制備尺寸誤差小、孔洞少、外形勻稱、機(jī)械性能好的模塑品。由此,本發(fā)明提供了一種性能良好的適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍樹(shù)脂粉末原料及其制備方法,不僅為選擇性激光燒結(jié)提供了新的合格的燒結(jié)原料,也為尼龍樹(shù)脂的加工和應(yīng)用提供了新的方向。
附圖說(shuō)明
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1提供的尼龍56樹(shù)脂粉末的掃描電子顯微鏡(SEM)圖。
圖2是市售的用于選擇性激光燒結(jié)的聚酰胺12粉末的掃描電子顯微鏡圖。目前在市場(chǎng)上仍鮮有用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍粉末,在此附上用于目前市場(chǎng)上較為普遍流通的用于選擇性激光燒結(jié)的聚酰胺12粉末的掃描電子顯微鏡圖,用于與本發(fā)明(圖1)對(duì)比。
具體實(shí)施方式
下面將通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地說(shuō)明,但應(yīng)理解,本發(fā)明的范圍并不限于此。
在下列實(shí)施例中,采用激光粒度儀(Mastersizer 2000,英國(guó)Malvern公司)表征所獲得的尼龍樹(shù)脂粉末的粒徑大小和粒徑分布。
實(shí)施例1
將100重量份的尼龍56樹(shù)脂和1000重量份的乙醇置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.2MPa;隨后升溫至200℃,在此溫度下恒溫120分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以1.0℃/min的速率降至130℃,在此溫度下恒溫60分鐘;繼續(xù)以1.0℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物中加入0.25重量份的抗氧劑1010和0.25重量份的抗氧劑168,以及0.5重量份的硬脂酸鈣后,經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍56樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍56樹(shù)脂粉末的粒徑大小、粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例2
將100重量份的尼龍56樹(shù)脂和800重量份的乙醇置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.3MPa;隨后升溫至210℃,在此溫度下恒溫90分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以1.0℃/min的速率降至125℃,在此溫度下恒溫60分鐘;以1.0℃/min的速率降至20℃,并在20℃保持60分鐘。得到的固液混合物中加入0.25重量份的抗氧劑1010和0.25重量份的抗氧劑168,以及1重量份的硬脂酸鋅后,將物料經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍56樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍56樹(shù)脂粉末的粒徑大小、粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例3
將100重量份的尼龍56樹(shù)脂和1200重量份的乙醇置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.1MPa;隨后升溫至200℃,在此溫度下恒溫150分鐘;以0.1℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物中加入0.1重量份的抗氧劑1010和0.1重量份的抗氧劑168,以及0.75重量份的納米二氧化硅后,將物料經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍56樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍56樹(shù)脂粉末的粒徑大小、粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例4
將100重量份的尼龍56樹(shù)脂和1200重量份的乙醇置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.1MPa;隨后升溫至190℃,在此溫度下恒溫240分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以0.5℃/min的速率降至125℃,在此溫度下恒溫60分鐘;以0.1℃/min的速率降至室溫,在室溫中保持60分鐘。得到的固液混合物中加入0.3重量份的抗氧劑1010和0.3重量份的抗氧劑168,以及0.9重量份的納米氧化鋅后,將物料經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍56樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍56樹(shù)脂粉末的粒徑大小、粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例5
將100重量份的尼龍56樹(shù)脂和1000重量份的甲醇置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.3MPa;隨后升溫至210℃,在此溫度下恒溫60分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以0.5℃/min的速率降至30℃,并在30℃保持30分鐘。得到的固液混合物中加入0.2重量份的抗氧劑1010和0.2重量份的抗氧劑168,以及0.6重量份的納米碳酸鈣后,將物料經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍56樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍56樹(shù)脂粉末的粒徑大小、粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例6
將100重量份的尼龍56樹(shù)脂和1200重量份的甲醇置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.2MPa;隨后升溫至190℃,在此溫度下恒溫210分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以0.5℃/min的速率降至100℃,在此溫度下恒溫90分鐘;以0.2℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物中加入0.15重量份的抗氧劑1010和0.15重 量份的抗氧劑168,以及0.8重量份的硬脂酸鈉后,將物料經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍56樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍56樹(shù)脂粉末的粒徑大小、粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例7
將100重量份的尼龍610樹(shù)脂和1000重量份的N,N-二甲基乙酰胺置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.2MPa;隨后升溫至200℃,在此溫度下恒溫120分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以1.0℃/min的速率降至130℃,在此溫度下恒溫60分鐘;繼續(xù)以1.0℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物中加入0.25重量份的抗氧劑1010和0.25重量份的抗氧劑168,以及0.5重量份的硬脂酸鈣后,經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍610樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍610樹(shù)脂粉末的粒徑大小、粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例8
將100重量份的尼龍610樹(shù)脂和1000重量份的N,N-二甲基甲酰胺置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.2MPa;隨后升溫至200℃,在此溫度下恒溫120分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以1.0℃/min的速率降至130℃,在此溫度下恒溫60分鐘;繼續(xù)以1.0℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物中加入0.25重量份的抗氧劑1010和0.25重量份的抗氧劑168,以及0.5重量份的硬脂酸鈣后,經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍610樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍610樹(shù)脂粉末的粒徑大小、粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例9
將100重量份的尼龍610樹(shù)脂和1200重量份的正己烷置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.1MPa;隨后升溫至170℃,在此溫度下恒溫120分鐘;以0.1℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物中加入0.1重量份的抗氧劑1010和0.1重量份的抗氧劑168,以及0.75重量份的納米二氧化硅后,將物料經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍610樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍610樹(shù)脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例10
將100重量份的尼龍610樹(shù)脂和1200重量份的正己烷置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.1MPa;隨后升溫至160℃,在此溫度下恒溫150分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以0.5℃/min的速率降至115℃,在此溫度下恒溫60分鐘;以0.1℃/min的速率降至室溫,在室溫中保持60分鐘。得到的固液混合物中加入0.3重量份的抗氧劑1010和0.3重量份的抗氧劑168,以及0.9重量份的納米氧化鋅后,將物料經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍610樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍610樹(shù)脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例11
將100重量份的尼龍610樹(shù)脂和1000重量份的正己烷置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.3MPa;隨后升溫至180℃,在此溫度下恒溫60分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以0.5℃/min的速率降至30℃,并在30℃保持30分鐘。得到的固液混合物中加入0.2重量份的抗氧劑1010和0.2重量份的抗氧劑168,以及0.6重量份的納米碳酸鈣后,將物料經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍610樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍610樹(shù)脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例12
將100重量份的尼龍610樹(shù)脂和1000重量份的N,N-二甲基乙酰胺置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.2MPa;隨后升溫至200℃,經(jīng)冷卻水以1.0℃/min的速率降至130℃,繼續(xù)以1.0℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物中加入0.25重量份的抗氧劑1010和0.25重量份的抗氧劑168,以及0.5重量份的硬脂酸鈣后,經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍610樹(shù)脂粉末。所獲得的尼龍610樹(shù)脂粉末的粒徑大小、粒徑分布結(jié)果見(jiàn)表1。
表1
對(duì)比例1
將100重量份的尼龍56樹(shù)脂和1000重量份的N,N-二甲基甲酰胺置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.2MPa;隨后升溫至200℃,在此溫度下恒溫120分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以1.0℃/min的速率降至130℃,在此溫度下恒溫60分鐘;繼續(xù)以1.0℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物中加入0.5重量份的硬脂酸鈣后,經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍56樹(shù)脂粉末。
與實(shí)施例1相比,由于對(duì)比例1中沒(méi)有抗氧劑,導(dǎo)致得到的尼龍粉末應(yīng)用于激光燒結(jié)時(shí)受熱易降解,制得的模塑品易收縮和塌陷,不能較好地滿足激光燒結(jié)工藝的要求。
對(duì)比例2
將100重量份的尼龍56樹(shù)脂和1000重量份的N,N-二甲基甲酰胺置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.2MPa;隨后升溫至200℃,在此溫度下恒溫120分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以1.0℃/min的速率降至130℃,在此溫度下恒溫60分鐘;繼續(xù)以1.0℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物中加入0.25重量份的抗氧劑1010和0.25重量份的抗氧劑168后,經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍56樹(shù)脂粉末。
與實(shí)施例1相比,由于對(duì)比例2中沒(méi)有隔離劑,導(dǎo)致得到的尼龍粉末易粘結(jié),流動(dòng)性較差,不能較好地滿足激光燒結(jié)工藝的要求。
對(duì)比例3
將100重量份的尼龍56樹(shù)脂和1000重量份的N,N-二甲基甲酰胺置于高壓反應(yīng)釜中。通入高純氮?dú)庵?.2MPa;隨后升溫至200℃,在此溫度下恒溫120分鐘;恒溫結(jié)束后經(jīng)冷卻水以1.0℃/min的速率降至130℃,在此溫度下恒溫60分鐘;繼續(xù)以1.0℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物經(jīng)離心分離和真空干燥后得到適用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍56樹(shù)脂粉末。
與實(shí)施例1相比,由于對(duì)比例3中沒(méi)有抗氧劑和隔離劑,導(dǎo)致得到的尼龍粉末應(yīng)用于激光燒結(jié)時(shí)受熱易降解,制得的模塑品易收縮和塌陷,不能較好地滿足激光燒結(jié)工藝的要求;且導(dǎo)致其易粘結(jié),流動(dòng)性較差,不能較好地滿足激光燒結(jié)工藝的要求。
以上實(shí)施例和對(duì)比例說(shuō)明,根據(jù)本發(fā)明的方法得到的尼龍樹(shù)脂粉末具有良好的抗氧化性、良好的粉末流動(dòng)性、合適的尺寸大小、合適的堆密度、勻稱的顆粒外形以及均勻的粒徑分布,適用于選擇性激光燒結(jié)制備各種模塑品。進(jìn)一步地,通過(guò)本發(fā)明提供的該選擇性激光燒結(jié)方法,能夠制備得到具有規(guī)則外形、表面勻稱光滑、機(jī)械性能良好的尼龍模塑品。
雖然本發(fā)明已作了詳細(xì)描述,但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的修改將是顯而易見(jiàn)的。此外,應(yīng)當(dāng)理解的是,本發(fā)明記載的各方面、不同具體實(shí)施方式的各部分、和列舉的各種特征可被組合或全部或部分互換。在上述的各個(gè)具體實(shí)施方式中,那些參考另一個(gè)具體實(shí)施方式的實(shí)施方式可適當(dāng)?shù)嘏c其它實(shí)施方式組合,這是將由本領(lǐng)域技術(shù)人員所能理解的。此外,本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解,前面的描述僅是示例的方式,并不旨在限制本發(fā)明。