CN107304267B - 用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末及其制备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种选择性激光烧结的聚丙烯粉末,包含聚丙烯材料和芳香胺类化合物,通过差示扫描量热分析(DSC)方法进行分析,所述聚丙烯粉末得到的DSC分析曲线在145‑155之间℃、160‑170℃之间和170‑180℃之间分别存在熔融峰;并提供了一种该聚丙烯粉末的制备方法,包括以下步骤:1)将聚丙烯材料、芳香胺类化合物以及有机溶剂混合,搅拌下加热至目标加热温度,继续恒温搅拌,形成聚丙烯溶液;2)将所述聚丙烯溶液淬冷至目标淬冷温度,恒温静置,溶液中有沉淀生成;3)分离所述沉淀,并进行洗涤、干燥,得到聚丙烯粉末。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物加工技术领域,具体涉及一种用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末及其制备方法。
背景技术
选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)是一种快速成型技术,由计算机首先对三维实体进行扫描,然后通过高强度激光照射预先在工作台或零部件上铺上的材料粉末选择性地一层接着一层地熔融烧结,进而实现逐层成型的技术。SLS具有高度的设计柔性,能够制造出精确的模型和原型,可以成型具有可靠结构的可以直接使用的零部件,并且生产周期短,工艺简单,因此特别适合于新产品的开发。目前,SLS是增材制造技术中应用最广泛且最具市场前景的技术,近年来呈现出快速发展的趋势。
SLS具体工艺流程包括:先利用计算机将零件三维实体模型文件沿Z向分层切片,并将零件实体的截面信息储存于STL文件中。然后在工作台上用铺粉辊铺一层颗粒材料,由CO2激光器发出的激光束在计算机的控制下,根据各层截面的CAD数据,有选择地对颗粒层进行扫描,在被激光扫描的区域,颗粒材料被烧结在一起,未被激光照射的颗粒仍呈松散状,作为成型件和下一颗粒层的支撑。一层烧结完成后,工作台下降一个截面层(设定的切片厚度)的高度,再进行下一层铺粉烧结,新的一层和前一层自然地烧结在一起。这样,当全部截面烧结完成后除去未被烧结的多余颗粒,便得到所设计的三维实体零件。
成型材料是影响SLS发展的一个重要因素,直接影响成型件的成型速度、精度,以及物理、化学性能及其综合性能。在成型材料中,相比于陶瓷粉末和金属粉末,聚合物粉末具有成型温度低、烧结激光功率小、精度高等优点。尽管适用的成型材料种类繁多,但是能够直接应用于SLS技术并成功制造出尺寸误差小、表面规整的模塑品的聚合物粉末原料却很少。应用于SLS中的聚合物材料主要是非晶态聚合物和晶态聚合物。其中,晶态聚合物,包括聚酰胺(尼龙)、聚乙烯、聚丙烯等,其烧结速率较高,烧结件的致密度非常高。但是,晶态聚合物在熔融结晶过程中有较大的收缩,同时烧结引起的体积收缩也非常大,这就造成晶态聚合物在烧结过程中容易翘曲变形,烧结件的尺寸精度较差,更为严重的是,这使得SLS加工的零部件脆性高,韧性低,易破损。
聚丙烯(PP)是一种使用范围很广且用量很大的通用高分子材料,具有良好的综合性能,其具有质轻、耐热性好、硬度高、易加工等优异性能,现已成为五大通用合成树脂中增长速度最快、新品种开发最为活跃产品之一。但其作为一种晶态聚合物,也具有上述缺陷。不仅是PP的内在结构特性,PP的外在性质(粒径和形貌)也对SLS的成型效果有重要的影响。表面平滑的球形粉末能够提升SLS的成型精度。
目前SLS用PP粉末可以通过溶液重结晶法和低温机械粉碎法制备。采用溶液重结晶法和低温机械粉碎法制备聚丙烯粉末均存在形状不规则,球形度不佳的问题,限制了PP粉末在SLS中的应用和烧结件性能的提高。另外,PP粉末中其他成分的添加通常是在粉末制备后搅拌加入,各成分难以与PP混合均匀。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷和不足,本发明提供了一种用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末及其制备方法。根据本发明所提供的聚丙烯粉末,为复合式晶型的聚丙烯,强度和韧性优异,并且粒径尺寸合适(10-100μm)、粒径分布集中,具有匀称规则的颗粒外形,球形度高,流动性好,特别适用于选择性激光烧结技术。
本发明的一个实施方式在于提供一种用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末,包含聚丙烯材料和芳香胺类化合物,通过差示扫描量热分析(DSC)方法进行分析,所述聚丙烯粉末得到的DSC分析曲线分别在145-155℃之间、160-170℃之间和170-180℃之间存在熔融峰。
本发明的发明人经研究发现,通过使聚丙烯材料与芳香胺类化合物共同溶解于有机溶剂并淬冷析出而得到的聚丙烯粉末,通过差示扫描量热分析法进行分析时,在烧结熔融后分别在145-155℃、160-170℃和170-180℃之间存在熔融峰。也就是说,由单一晶型的聚丙烯转变为复合式晶型的聚丙烯,从而能够改善聚丙烯粉末的力学性能。
根据Beta Nucleation of Polypropylene:Properties,Technology,andApplications Philip Jacoby著,55-60页)的记载,可用DSC法对α晶型和β晶型进行识别和含量比较。在10℃/min升温的熔融曲线中,β晶型的熔融峰大约出现在150-155℃之间,而α晶型的熔融峰大约出现在165-170℃之间。可知本发明的聚丙烯粉末经激光烧结熔融后同时存在α晶型、β晶型的聚丙烯。除此之外,还存在熔融峰在170-180℃之间的新的晶型的聚丙烯。
在一般的加工条件下PP为单一稳态的α晶型,因其母片晶与子片晶构成的刚性网络结构具有“自锁效应”,在外力作用下片晶之间的相互滑移受阻而不易发生塑性变形,表现出较高的刚度和拉伸强度,但冲击断裂韧性和延展性较差,使得SLS获得的PP制品脆性高,韧性低,易破损。而在β晶型中片晶之间近似平行排列,且没有子片晶的限制作用,在应力下片晶之间容易发生滑移而诱导塑性形变,消耗大量的能量,从而赋予PP较好的韧性。因此,当部分聚丙烯由稳态的α晶型转化成亚稳态的β晶型和熔融峰在170-180℃之间的新晶型时,所述聚丙烯粉末在改善刚度、拉伸强度的基础上,拉伸性能和弯曲性能也有显著提升,故力学性能更为优异。
在本发明的一个具体的实施方式中,所述DSC分析法按照下述操作进行,以10℃/分钟从50℃升温至200℃,恒温2分钟后以10℃/分钟从200℃降温至50℃,恒温2分钟后再次以10℃/分钟从50℃升温至200℃,以第二次升温得到的DSC曲线作为DSC分析曲线。
在本发明的一个优选的实施方式中,所述聚丙烯粉末包含95.00-99.99wt%的聚丙烯材料和0.01-5.00wt%的芳香胺类化合物,优选包含99.00-99.99wt%的聚丙烯材料和0.01-1.00wt%的芳香胺类化合物,更优选包含99.50-99.99wt%的聚丙烯材料和0.01-0.50wt%的芳香胺类化合物。
根据本发明,所述芳香胺类化合物是指具有一个芳香性取代基的胺,即-NH2、-NH-或含氮基团连接到一个芳香烃上,芳香烃的结构中通常含有一个或多个苯环。
在本发明的一个优选的实施方式中,所述芳香胺类化合物为如式(1)所示的化合物,
R2-NHCO-R1-CONH-R2 式(1)
式中,R1选自 中的一种,R2选自-H、-CH3、-CH2CH3、 中的一种。
本发明的另一个实施方式在于提供上述聚丙烯粉末的制备方法,包括以下步骤:
1)将聚丙烯材料、芳香胺类化合物以及有机溶剂混合,搅拌下加热至目标加热温度,继续恒温搅拌,形成聚丙烯溶液;
2)将所述聚丙烯溶液淬冷至目标淬冷温度,恒温静置,溶液中有沉淀生成;
3)分离所述沉淀,并进行洗涤、干燥,得到聚丙烯粉末。
根据本发明,通过将聚丙烯材料、芳香胺类化合物和有机溶剂混合并一边搅拌一边加热至目标加热温度,使聚丙烯材料能够完全溶解在有机溶剂中,形成均一透明的混合物,即聚丙烯溶液;通过将该聚丙烯溶液淬冷至目标淬冷温度,促使聚丙烯溶液发生液-液相分离形成包含聚丙烯材料和芳香胺类化合物构成的溶质相和有机溶剂构成的溶剂相的两相结构,恒温静置后在溶质相中的聚丙烯材料和芳香胺类化合物结晶形成在α晶型、β晶型和熔融峰在170-180℃之间的新晶型的球形或类球形聚丙烯颗粒,经分离、洗涤、干燥后,颗粒内部含有的少量有机溶剂挥发,得到形状均匀规则,球形度较好,且表面光洁的聚丙烯粉末,因此特别适用于选择性激光烧结。
根据本发明,球形度是指与物体相同体积的球体的表面积和物体的表面积的比。直观上讲,球形度是指物体接近于球形的程度,可通过直观判断做出评价。
在本发明的一个优选的实施方式中,步骤1)中的目标加热温度为100-190℃,步骤2)中的目标淬冷温度为-195到80℃,优选为-100至60℃,更优选为0-40℃;所述目标加热温度和目标淬冷温度的差在60℃以上,优选为80℃以上。
根据本发明,所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、二苯醚、水杨酸甲酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、正庚烷、正辛烷、十氢萘和四氢氟萘中的至少一种,优选为二甲苯、二苯醚、水杨酸甲酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、正庚烷和正辛烷中的至少一种。
根据本发明,所述聚丙烯材料为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯,其熔融指数为10-100g/10min,优选为35-75g/10min。其中,所述熔融指数是在230℃,2.16kg载重量条件下测定的熔融指数。
在本发明的一个优选的实施方式中,在步骤1)中,搅拌速度为5-50转/分,加热速度为0.1-30℃/分,恒温搅拌的时间为20-110分钟。
在本发明的另一个优选的实施方式中,在步骤1)中,所述聚丙烯材料占聚丙烯材料与芳香胺类化合物的总重的95.00-99.99wt%,优选为99.00-99.99wt%,进一步优选为99.50-99.99wt%;所述芳香胺类化合物占聚丙烯材料与芳香胺类化合物的总重的0.01-5.00wt%,优选为0.01-1.00wt%,进一步优选为0.01-0.5wt%。
在本发明的另一个优选的实施方式中,在步骤1)中,得到的聚丙烯溶液的浓度为0.01g/100mL-25.0g/100mL,优选为0.10g/100mL-9.0g/100mL,更优选为1.0g/100mL-5.0g/100mL。
根据本发明,所述淬冷即快速冷却,可以采用任何能使聚丙烯溶液快速冷却至低于聚丙烯的结晶温度的方法实现。优选通过将聚丙烯溶液与达到冷却温度的淬冷介质相接触实现淬冷。具体的,例如将盛有聚丙烯溶液的反应容器直接放入达到冷却温度的淬冷介质中,或将达到冷却温度的淬冷介质通入盛有聚丙烯溶液的反应容器夹套中,也可以将聚丙烯溶液转移到另一个达到冷却温度的反应容器中。
根据本发明,所述淬冷介质选自水、冰水混合物、冰盐混合物、醇-干冰混合物、丙酮-干冰混合物和液氮中至少的一种。
在本发明的另一个优选的实施方式中,在步骤2)中,恒温静置的时间为60-300分钟。
在本发明的另一个优选的实施方式中,所述制备方法还包括对干燥得到的聚丙烯粉末进行筛分处理,收集粒度在100-800目范围内的聚丙烯粉末,作为用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末。
根据本发明提供的用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末,经烧结熔融后同时存在多种晶体结构,在保有α晶型的较高的刚度、拉伸强度的优点外,拉伸性能和弯曲性能也有显著改善,力学性能更为优异,且具有合适的粒径尺寸(10-100μm)、匀称的颗粒外形,粒径分布集中,粉末的球形度高,流动性好,特别适用于选择性激光烧结技术。
根据本发明提供的用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末的制备方法,能够迅速将高温聚丙烯溶液淬冷至聚丙烯结晶温度以下,并利用聚丙烯溶液发生的液-液相分离来制备微米级(10-100μm)的聚丙烯粉末,制得的聚丙烯粉末在力学性能、球形度、流动性方面均有显著改善,因而能够提升聚丙烯激光烧结件的成型精度和致密度,推广其在SLS中的应用。此外,该制备方法操作简单,条件易于控制,耗时短,可降低生产成本,提高经济效益。
附图说明
图1是根据本发明实施例1提供的聚丙烯粉末的DSC分析曲线。
图2是根据本发明实施例2提供的聚丙烯粉末的DSC分析曲线。
图3是根据本发明实施例3提供的聚丙烯粉末的DSC分析曲线。
图4是根据本发明对比例1提供的聚丙烯粉末的DSC分析曲线。
图5是根据本发明对比例2提供的聚丙烯粉末的DSC分析曲线。
图6是根据本发明对比例3提供的聚丙烯粉末的DSC分析曲线。
图7是根据本发明对比例4提供的聚丙烯粉末的DSC分析曲线。
图8是根据本发明实施例1提供的聚丙烯粉末的扫描电子显微镜图。
图9是根据本发明实施例2提供的聚丙烯粉末的扫描电子显微镜图。
图10是根据本发明实施例3提供的聚丙烯粉末的扫描电子显微镜图。
图11是根据本发明对比例3提供的聚丙烯粉末的扫描电子显微镜图。
图12是根据本发明对比例4提供的聚丙烯粉末的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
对于本领域的技术人员来说,通过阅读本说明书公开的内容,本发明的特征、有益效果和优点将变得显而易见。下面将通过具体实施例对本发明做进一步地说明,但应理解,本发明的范围并不限于此。
除非另外指明,在本文中所有配制和测试发生在25℃的环境下。
在下列实施例中,使用扫描电子显微镜(XL‐30,美国FEI公司)表征制得的聚丙烯粉末的形貌。
聚丙烯材料的熔融指数按照以下方法进行测定。
采用XNR-400C型熔融指数测试仪测定聚丙烯材料的熔融指数。先把一定量聚丙烯材料放入230℃的料筒中,使之全部熔融,然后在2.16kg载重量的负荷下将聚丙烯熔体从固定直径的小孔中流出来,并规定用10分钟内流出来的高聚物的重量克数作为它的熔融指数。
对聚丙烯粉末的力学性能分析按以下方法进行。
采用湖南华曙高科选择性激光烧结成型机HT251P,将制备的聚丙烯复合粉末选择性激光烧结成型为力学性能测试用的试样样条。具体的打印条件为:激光器功率75W,铺粉层厚为0.10mm,供粉缸温度为125℃,工作缸温度为148℃,其他扫描线宽等参数采用系统默认的参数,分别按照下述各标准规定的尺寸打印成型。
拉伸性能测试按照GB/T 1040进行,打印的试样样条尺寸为150×10×4mm,拉伸速度为50mm/min;弯曲性能测试按照GB/T 9341进行,打印的试样样条尺寸为80×10×4mm,弯曲速度为2mm/min,跨距为64mm;简支梁冲击强度按照GB/T1043进行,打印的试样样条尺寸为80×6×4mm,缺口深度为试样厚度的三分之一。
实施例1
将6克聚丙烯材料(牌号为T30S,中国石化天津石化股份有限公司,按照上述方法测得其熔融指数为40g/10min)、0.05克N,N-二环己基-2,6-萘二酰胺(简称TMB-5,式(2)所示,工业纯,山西化工研究所提供)和100毫升二甲苯加入到250毫升烧瓶中,加热该烧瓶至145℃,在该温度条件下恒温搅拌60分钟,搅拌速度为50转/分,形成均一的聚丙烯溶液。将盛有聚丙烯溶液的烧瓶迅速放入0℃的冰水浴中淬冷,并继续在该温度下静置30分钟,可观察到聚丙烯颗粒从溶液中析出,抽滤、洗涤,干燥得到聚丙烯粉末。对聚丙烯粉末进行筛分,收集粒度在100-800目范围内的PP粉末,其形貌如图8所示。
对制得的PP粉末通过DSC法进行分析,具体的,以10℃/分钟从50℃升温至200℃,恒温2分钟后以10℃/分钟从200℃降温至50℃,恒温2分钟后再次以10℃/分钟从50℃升温至200℃,以第二次升温得到的DSC曲线作为DSC分析曲线,如图1所示。该DSC分析曲线分别在153℃、166℃和171℃具有熔融峰。
对制得的PP粉末的力学性能进行分析,经测定,其烧结成型的样品的拉伸模量为47.8MPa,弹性模量为2678MPa,弯曲模量为2241MPa,缺口冲击强度为5.9KJ/m2。
实施例2
按照与实施例1相同的方式制备PP粉末,不同之处仅在于芳香胺类化合物的用量为0.1克。对制得的聚丙烯粉末进行筛分,收集粒度在100-800目范围内的PP粉末,其形貌如图9所示。
按照与实施例1相同的方式通过DSC法进行分析,得到的DSC分析曲线如图2所示。该DSC分析曲线分别在152℃、166℃和170℃具有熔融峰。
对制得的PP粉末的力学性能进行分析,经测定,其烧结成型的样品的拉伸模量为58.9MPa,弹性模量为3500MPa,弯曲模量为2670MPa,缺口冲击强度为8.0KJ/m2。
实施例3
按照与实施例1相同的方式制备PP粉末,不同之处仅在于芳香胺类化合物选择N,N-二环己基对苯二酰胺(简称NU-100,式(3)所示,工业纯,新日本理化株式会社),其用量为0.1克。对制得的聚丙烯粉末进行筛分,收集粒度在100-800目范围内的PP粉末,其形貌如图10所示。
按照与实施例1相同的方式通过DSC法进行分析,得到的DSC分析曲线如图3所示。该DSC分析曲线分别在152℃、165℃和170℃具有熔融峰。
对制得的PP粉末的力学性能进行分析,经测定,其烧结成型的样品的拉伸模量为60.4MPa,弹性模量为3784MPa,弯曲模量为2684MPa,缺口冲击强度为7.9KJ/m2。
对比例1
按照与实施例1相同的方式制备PP粉末,不同之处仅在于不使用芳香胺类化合物。对制得的聚丙烯粉末进行筛分,收集粒度在100-800目范围内的PP粉末。
按照与实施例1相同的方式通过DSC法进行分析,得到的DSC分析曲线如图4所示。该DSC分析曲线仅在166℃具有熔融峰。
对制得的PP粉末的力学性能进行分析,经测定,其烧结成型的样品的拉伸模量为30.6MPa,弹性模量为1128MPa,弯曲模量为835MPa,缺口冲击强度为4.6KJ/m2。
对比例2
按照与实施例1相同的方式制备PP粉末,不同之处仅在于芳香胺类化合物的用量为0.6克。对制得的聚丙烯粉末进行筛分,收集粒度在100-800目范围内的PP粉末。
按照与实施例1相同的方式通过DSC法进行分析,得到的DSC分析曲线如图5所示。该DSC分析曲线分别在154℃、166℃和171℃具有熔融峰。
对制得的PP粉末的力学性能进行分析,经测定,其烧结成型的样品的拉伸模量为32.3MPa,弹性模量为1213MPa,弯曲模量为906MPa,缺口冲击强度为4.9KJ/m2。
对比例3
按照与实施例2相同的方式制备聚丙烯溶液。将盛有聚丙烯溶液的烧瓶缓慢降温至110℃,并继续在该温度下恒温静置5小时。然后继续冷却至室温后。进行抽滤、洗涤,干燥得到聚丙烯粉末。对聚丙烯粉末进行筛分,收集粒度在100-800目范围内的聚丙烯粉末,其形貌如图11所示。
按照与实施例1相同的方式通过DSC法进行分析,得到的DSC分析曲线如图6所示。该DSC分析曲线仅在153℃和165℃具有熔融峰。
对制得的PP粉末的力学性能进行分析,经测定,其烧结成型的样品的拉伸模量为35.1MPa,弹性模量为1320MPa,弯曲模量为1020MPa,缺口冲击强度为5.1KJ/m2。
对比例4
将6克聚丙烯材料(牌号为T30S)和0.1克TMB-5投入-185℃的液氮中冷却30分钟,然后使用球磨机(Fritsch公司,PULVERISETTE6经典型球磨机)对聚丙烯材料进行研磨,球磨机转速为6000转/分钟,研磨时间为2分钟。将研磨的聚丙烯材料再次进行上述液氮冷却和球磨机研磨,球磨机转速为6000转/分钟,研磨时间为2分钟,重复相同操作五次(即进行五次冷却和研磨)。对研磨得到的聚丙烯粉末进行筛分,收集粒度在100-800目范围内的聚丙烯粉末,其形貌如图12所示。
按照与实施例1相同的方式通过DSC法进行分析,得到的DSC分析曲线如图6所示。该DSC分析曲线仅在155℃和166℃具有熔融峰。
对制得的PP粉末的力学性能进行分析,经测定,其烧结成型的样品的拉伸模量为28.2MPa,弹性模量为1005MPa,弯曲模量为786MPa,缺口冲击强度为3.9KJ/m2。
将实施例1-3和对比例1-4的相关试验参数示于表1中,将其性能的测定结果示于表2。
表1聚丙烯粉末的制备工艺参数
表2聚丙烯粉末的性能测定结果
由表1和2可知,与对比例1的聚丙烯粉末相比,实施例1-3中聚丙烯粉末中添加了特定含量的芳胺类化合物后,其DSC分析曲线在145-155℃、160-170℃和170-180℃之间出现熔融峰,并且经烧结成型的样品力学性能有了显著提升。对比例2中的聚丙烯粉末,尽管也在154℃、166℃和171℃出现了熔融峰,并且与对比例1相比力学性能有所改善,但是其改善效果明显比实施例1-3差。对比例3的聚丙烯粉末的DSC分析曲线仅在153℃和165℃出现熔融峰,粉末经烧结成型后力学性能的提升效果不明显。对比例4的聚丙烯粉末的DSC分析曲线仅在155℃和166℃出现熔融峰,而粉末经烧结成型后力学性能还不及对比例1的聚丙烯粉末。
由图1-12可知,根据本发明实施例1-3制备的聚丙烯粉末呈球形或类球形,球形度高,表面光滑,故流动性好,适于制造高精度和高强度的激光烧结制品。而对比例3制备的PP粉末呈马铃薯状,球形度较差,形状不规则,表面粗糙。对比例4制备的PP粉末呈不规则片状,球形度极差。由于规则的球形粉末较不规则粉末具有更好的流动性,因而球形粉末的铺粉效果较好,尤其是在温度升高粉末流动性变差的情况下,这种差异更为明显。
虽然本发明已作了详细描述,但对本领域技术人员来说,在本发明精神和范围内的修改将是显而易见的。此外,应当理解的是,本发明记载的各方面、不同具体实施方式的各部分、和列举的各种特征可被组合或全部或部分互换。在上述的各个具体实施方式中,那些参考另一个具体实施方式的实施方式可适当地与其它实施方式组合,这是将由本领域技术人员所能理解的。此外,本领域技术人员将会理解,前面的描述仅是示例的方式,并不旨在限制本发明。
Claims (17)
1.一种用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末,所述聚丙烯粉末包含95.00-99.99wt%的聚丙烯材料和0.01-5.00wt%的芳香胺类化合物,并且通过差示扫描量热分析方法对所述聚丙烯粉末进行分析,得到的差示扫描量热分析曲线分别在145-155℃之间、160-170℃之间和170-180℃之间存在熔融峰;
所述的聚丙烯粉末的制备方法包括以下步骤:
1)将聚丙烯材料、芳香胺类化合物以及有机溶剂混合,搅拌下加热至目标加热温度,继续恒温搅拌,形成聚丙烯溶液,其中目标加热温度为100-190℃;
2)将所述聚丙烯溶液淬冷至目标淬冷温度,恒温静置,溶液中有沉淀生成,其中目标淬冷温度为0-80℃;
3)分离所述沉淀,并进行洗涤、干燥,得到聚丙烯粉末;
所述芳香胺类化合物为如式(1)所示的化合物,
R2-NHCO-R1-CONH-R2 式(1)
式中,R1选自、、、、和中的
一种,R2选自-H、-CH3、-CH2CH3、、、、和中的一种。
2.根据权利要求1所述的用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末,其特征在于,所述聚丙烯粉末包含99.00-99.99wt%的聚丙烯材料和0.01-1.00wt%的芳香胺类化合物。
3.根据权利要求1或2所述的用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末,其特征在于,所述聚丙烯粉末包含99.50-99.99wt%的聚丙烯材料和0.01-0.50wt%的芳香胺类化合物。
4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的用于选择性激光烧结的聚丙烯粉末的制备方法,包括以下步骤:
1)将聚丙烯材料、芳香胺类化合物以及有机溶剂混合,搅拌下加热至目标加热温度,继续恒温搅拌,形成聚丙烯溶液,其中目标加热温度为100-190℃;
2)将所述聚丙烯溶液淬冷至目标淬冷温度,恒温静置,溶液中有沉淀生成其中目标淬冷温度为0-80℃;
3)分离所述沉淀,并进行洗涤、干燥,得到聚丙烯粉末。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述目标加热温度和目标淬冷温度的差在60℃以上。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中的目标淬冷温度为0至60℃。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中的目标淬冷温度为0-40℃。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤2)所述目标加热温度和目标淬冷温度的差在80℃以上。
9.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、二苯醚、水杨酸甲酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、正庚烷、正辛烷、十氢萘和四氢氟萘中的至少一种。
10.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述有机溶剂选自二甲苯、二苯醚、水杨酸甲酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、正庚烷和正辛烷中的至少一种。
11.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述聚丙烯材料为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯,其熔融指数为10-100g/10min,所述熔融指数是在230℃,2.16kg载重量条件下测定的熔融指数。
12.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述聚丙烯材料为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯,其熔融指数为35-75g/10min。
13.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤1)中,得到的聚丙烯溶液的浓度为0.01g/100mL-25.0g/100mL。
14.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤1)中,得到的聚丙烯溶液的浓度0.10g/100mL-9.0g/100mL。
15.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤1)中,得到的聚丙烯溶液的浓度为1.0g/100 mL-5.0g/100 mL。
16.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤1)中,搅拌速度为5-50转/分,加热速度为0.1-30℃/分,恒温搅拌的时间为20-110分钟。
17.根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,用于进行所述淬冷的淬冷介质选自水、冰水混合物、冰盐混合物、醇-干冰混合物、丙酮-干冰混合物和液氮中的至少一种。
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