一种选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末及其制备方法与流程

1.本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末及其制备方法。


背景技术：

2.选择性激光烧结技术可以制备在尺寸范围允许内任意复杂结构的制品，对研发过程中样品设计、测试甚至生产过程中的小批量制造都非常有效，但这制造方法相比传统工艺会带来精度和机械性能方面的一些影响，而且在许多领域内，尤其是制作选择性激光展示样品时，用户非常关注其选择性激光烧结制件的表面质量和尺寸精度。
3.目前用于选择性激光烧结的高分子材料主要有pa、pc、tpu、pp等，材料在激光烧结时，激光能量吸收效率是一个非常重要的指标。材料激光吸收率低，需要的激光能量高，因此就会不可避免的造成激光能量的损失，过高的激光能量的输出一是造成了能量浪费，二是影响了激光器的使用寿命，从而降低了3d打印机的使用寿命。本发明提出一种选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末及其制备方法，可以有很好的激光能量吸收率，降低烧结所需的激光能量，同时获得好的烧结制品性能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末及其制备方法，材料具有良好的激光能量吸收率，在低激光能量密度条件下烧结制品可以获得良好的机械性能。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末，包括以下重量百分比的原料：热塑性聚酯弹性体树脂80～90％、乙烯基弹性体5～15％、抗水解剂0.1～1％、增韧剂0.1～1％、防粘剂0.1～1％、分散剂0.1～1％、抗氧化剂0.1～1％、阻燃剂0.1～1％、吸光剂0.1～1％、流动助剂0.1～1％。
7.优选的，包括以下重量百分比的原料：热塑性聚酯弹性体树脂80％、乙烯基弹性体15％、抗水解剂0.5％、增韧剂1％、防粘剂1％、分散剂0.3％、抗氧化剂0.4％、阻燃剂0.3％、吸光剂0.5％、流动助剂1％。
8.优选的，包括以下重量百分比的原料：热塑性聚酯弹性体树脂85％、乙烯基弹性体10％、抗水解剂0.5％、增韧剂1％、防粘剂1％、分散剂0.3％、抗氧化剂0.4％、阻燃剂0.3％、吸光剂0.5％、流动助剂1％。
9.优选的，包括以下重量百分比的原料：热塑性聚酯弹性体树脂90％、乙烯基弹性体5％、抗水解剂0.5％、增韧剂1％、防粘剂1％、分散剂0.3％、抗氧化剂0.4％、阻燃剂0.3％、吸光剂0.5％、流动助剂1％。
10.优选的，所述流动助剂包括甲基硅氧烷和氯化硅氧烷中的一种或几种。
11.优选的，所述增韧剂为聚硫橡胶和氨基甲酸酯预先聚物中的一种或多种。
12.优选的，所述分散剂为三聚磷酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
13.优选的，所述防粘剂为硬脂酸锌；所述抗氧化剂为茶多酚和叔丁基对羟基茴香醚中的一种或多种；所述阻燃剂为硅酮聚合物和/或有机硅微粉。
14.优选的，所述吸光剂包括铝粉和碳粉，且铝粉和碳粉的重量比为2：1；所述抗水解剂为碳化二亚胺、双碳化二亚胺或聚碳化二亚胺。
15.一种选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末的制备方法，包括如下步骤：
16.步骤一：将热塑性聚酯弹性体树脂、乙烯基弹性体、抗水解剂和增韧剂加入到高速混合机中，在25～40℃下混合20～25min；依次加入分散剂、抗氧化剂、阻燃剂、吸光剂和流动助剂，在25-40℃下混合15-20min，经熔融、挤出机挤出造粒得到聚酯弹性体粒料；
17.步骤二：将聚酯弹性体粒料进行深冷粉碎得到粉末颗粒；
18.步骤三：将粉末颗粒进行干燥；
19.步骤四：将经过干燥得到的粉末颗粒和防粘剂混合搅拌均匀得到选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末。
20.本发明提出的一种选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末，克服了热塑性聚酯弹性体抗水解性差、阻燃等级低的缺点，所得材料的阻燃性能达到ul 94v-0级，同时力学性能、耐水性良好，并且通过与对比例比较，发现增加抗水解剂以及吸光剂并不会影响太多材料的力学性能，本发明在增加抗水解性能以及吸光性能的同时，不会损失太大的力学性能，本技术中加入吸光剂，能够大幅度增加聚酯弹性体粉末的激光吸收率，在降低激光能量的条件下，仍获得好的烧结制品机械性能。本发明设计巧妙，成分合理，制备方法合理，适合推广。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.实施例一
23.将热塑性聚酯弹性体树脂800g、乙烯基弹性体150g、碳化二亚胺5g、聚硫橡胶10g加入到高速混合机中，在30℃下混合25min，然后依次加入三聚磷酸钠3g、茶多酚4g、硅酮聚合物3g、铝粉3.33g、碳粉1.67g、甲基硅氧烷10g，在30℃下混合20min，经熔融、挤出造粒得到聚酯弹性体粒料；
24.将得到的聚酯弹性体粒料惊醒深冷粉碎得到粉末颗粒，然后将粉末颗粒进行干燥，加入硬脂酸锌10g混合搅拌均匀得到选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末。
25.实施例二
26.将热塑性聚酯弹性体树脂850g、乙烯基弹性体100g、双碳化二亚胺5g、聚硫橡胶10g加入到高速混合机中，在30℃下混合25min；然后依次加入十二烷基硫酸钠3g、叔丁基对羟基茴香醚4g、有机硅微粉3g、铝粉3.33g、碳粉1.67g、甲基硅氧烷10g，在30℃下混合20min，经熔融、挤出造粒得到聚酯弹性体粒料；
27.将得到的聚酯弹性体粒料惊醒深冷粉碎得到粉末颗粒，然后将粉末颗粒进行干燥，加入硬脂酸锌10g混合搅拌均匀得到选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末。
28.实施例三
29.将热塑性聚酯弹性体树脂900g、乙烯基弹性体50g、碳化二亚胺5g、聚硫橡胶10g加
入到高速混合机中，在30℃下混合25min；然后依次加入十二烷基硫酸钠3g、叔丁基对羟基茴香醚4g、硅酮聚合物3g、铝粉3.33g、碳粉1.67g、氯化硅氧烷10g，在30℃下混合20min，经熔融、挤出造粒得到聚酯弹性体粒料；
30.将得到的聚酯弹性体粒料惊醒深冷粉碎得到粉末颗粒，然后将粉末颗粒进行干燥，加入硬脂酸锌10g混合搅拌均匀得到选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末。
31.对比例一
32.将热塑性聚酯弹性体树脂855g、乙烯基弹性体100g、聚硫橡胶10g加入到高速混合机中，在30℃下混合25min；然后依次加入三聚磷酸钠3g、茶多酚4g、硅酮聚合物3g、铝粉3.33g、碳粉1.67g、甲基硅氧烷10g，在30℃下混合20min，经熔融、挤出造粒得到聚酯弹性体粒料；
33.将得到的聚酯弹性体粒料惊醒深冷粉碎得到粉末颗粒，然后将粉末颗粒进行干燥，加入硬脂酸锌10g混合搅拌均匀得到选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末。
34.对比例二
35.将热塑性聚酯弹性体树脂855g、乙烯基弹性体100g、碳化二亚胺5g、聚硫橡胶10g加入到高速混合机中，在30℃下混合25min；然后依次加入三聚磷酸钠3g、茶多酚4g、硅酮聚合物3g、甲基硅氧烷10g，在30℃下混合20min，经熔融、挤出造粒得到聚酯弹性体粒料；
36.将得到的聚酯弹性体粒料惊醒深冷粉碎得到粉末颗粒，然后将粉末颗粒进行干燥，加入硬脂酸锌10g混合搅拌均匀得到选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末。
37.实验
38.分别采用上述实施例和对比例中的聚酯弹性体粉末进行激光烧结，对烧结激光能量密度进行计算，并对烧结制品的硬度、拉伸强度和阻燃性能进行了检测。拉伸强度按iso 527-1，2标准进行检验；阻燃性能按《ul94塑料燃烧性能测试标准》和gb/t 2408标准进行检验，检测结果如下：
39.表1
[0040][0041]
本发明提出的一种选择性激光烧结用聚酯弹性体粉末，如表1所示，克服了热塑性聚酯弹性体抗水解性差、阻燃等级低的缺点，所得材料的阻燃性能达到ul 94v-0级，同时力学性能、耐水性良好，并且通过与对比例比较，发现增加抗水解剂以及吸光剂并不会影响太多材料的力学性能；通过对比例二中没有加入吸光剂，烧结所需要的激光能量密度大很多。
[0042]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。