[发明专利]一种用于激光烧结的聚酰胺阻燃材料制备方法

说明书

本发明提供了一种用于激光烧结的聚酰胺阻燃材料制备方法，将干燥好的聚酰胺树脂、阻燃剂、抗氧剂、相容剂、无机填料加入到螺杆挤出机中挤出造粒，制得聚酰胺阻燃颗粒，其中，各物质重量百分比为：34‑87.9wt.%聚酰胺树脂，10‑30wt.%阻燃剂，0.1‑1wt.%抗氧剂，2‑5wt.%相容剂，0‑30wt.%无机填料；将所述聚酰胺阻燃颗粒经深冷粉碎工艺制备成聚酰胺阻燃粉末，干燥、筛分得到粒径范围为30‑100微米聚酰胺阻燃粉末；将所述聚酰胺阻燃粉末与粉末流动助剂均匀混合，制得用于选择性激光烧结聚酰胺阻燃粉末材料。本发明中阻燃剂与聚酰胺结合紧密，不易相分离，阻燃性能好。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种用于激光烧结的聚酰胺阻燃材料制备方法。

背景技术

激光烧结是通过选择性地熔合多个粉末层来制造三维物体的一种方法，该方法允许不使用工具加工而只需根据待生产物体的三维图像通过激光烧结粉末的多个重叠层，来获得三维实体。该方法主要使用热塑性聚合物来完成，专利US6136948和WO9606881对这种使用粉末状聚合物制造三维物体的方法进行了详细的描述。

聚酰胺是一类性能优异的热塑性工程塑料，具有较好的力学机械性能、耐化学腐蚀性能，在工业领域应用广泛。利用激光烧结技术来制造聚酰胺三维零件相较于传统注塑方法，具有生产周期短，柔性化程度高，工艺简单等优点，具有广泛的应用空间。但是聚酰胺材料不具备阻燃性能，在燃烧过程中会产生大量的浓烟和熔滴，极易传播火焰，从而大大限制了其在航空航天、汽车制造及电子电器等特殊领域的应用。

专利CN106987116A公开了一种聚酰胺阻燃材料的制备方法，通过将聚酰胺粉末与阻燃剂混合的制备阻燃聚酰胺材料，这种方法工艺简单，但也存在不少缺点：1.聚酰胺粉末与阻燃剂难以混合均匀；2.大量阻燃剂加入聚酰胺粉末中降低了粉末的流动性，影响烧结工艺；3.烧结过程中激光能量直接作用于阻燃剂，导致阻燃剂分解，影响阻燃效果；4.阻燃剂中的一些组分容易被热能及激光所分解，从而产生的低分子物质在烧结设备腔体及窗口镜凝结，影响设备功能及寿命，同时阻碍激光能量的穿透，大大降低制件力学机械性能及有效打印高度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种激光烧结用聚酰胺阻燃材料制备方法，通过将聚酰胺树脂、阻燃剂、抗氧剂、相容剂、无机填料加入到挤出共混设备中，经挤出造粒，然后经深冷粉碎工艺制粉，再经干燥、筛分得到粒径适宜的粉末颗粒，混入纳米流动助剂后得到具有优异流动性的粉末材料。通过本发明所制获的聚酰胺阻燃粉末材料，阻燃剂与聚酰胺基材很好地结合在一起，使用过程中不会在铺粉时发生相分离，尤其适用于选择性激光烧结工艺。

一种激光烧结用聚酰胺阻燃粉末的制备方法，包括如下步骤：

（1）将干燥好的聚酰胺树脂、阻燃剂、抗氧剂、相容剂、无机填料加入到螺杆挤出机中挤出造粒，制得聚酰胺阻燃颗粒，其中，各物质的重量百分比为：34-87.9wt.%聚酰胺树脂，10-30wt.%阻燃剂，0.1-1wt.%抗氧剂，2-5wt.%相容剂，0-30wt.%无机填料；

（2）将所述聚酰胺阻燃颗粒经深冷粉碎工艺制备成聚酰胺阻燃粉末，干燥、筛分得到粒径范围为30-100微米的聚酰胺阻燃粉末；

（3）将所述聚酰胺阻燃粉末与粉末流动助剂均匀混合，制备用于选择性激光烧结的聚酰胺阻燃粉末材料，其中，所述聚酰胺阻燃粉末的重量百分比为99wt.%-99.8wt.%，其余为粉末流动助剂，所述粉末流动助剂为表面经过有机化处理的疏水性流动助剂。

进一步地，所述聚酰胺树脂为PA12，PA1212，PA6，PA610，PA66，PA612，PA46，PA1012，PA56，PA513，PA514，PA1010中的一种或几种。

进一步地，所述阻燃剂为烷基磷酸盐系列阻燃剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮磷系列中的一种或几种。