用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末及其製備和應用的製作方法
2023-08-07 23:35:36 2

本發明涉及聚合物加工技術領域,具體涉及一種用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末及其製備方法和在選擇性雷射燒結方面的應用。
背景技術:
選擇性雷射燒結(Selective Laser Sintering,SLS)技術是一種快速成型技術,是目前增材製造技術中應用最廣泛且最具市場前景的技術,近年來呈現出快速發展的趨勢。SLS技術是由計算機首先對三維實體進行掃描,然後通過高強度雷射照射預先在工作檯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,進而實現逐層成型的技術。SLS技術具有高度的設計柔性,能夠製造出精確的模型和原型,可以成型具有可靠結構的可以直接使用的零部件,並且生產周期短,工藝簡單,因此特別適合於新產品的開發。
能夠用於SLS技術的成型材料種類較為廣泛,包括高分子、石蠟、金屬、陶瓷以及它們的複合材料。然而,成型材料的性能、性狀又是SLS技術燒結成功的一個重要因素,它還直接影響成型件的成型速度、精度,以及物理、化學性能及其綜合性能。儘管適用的成型材料種類繁多,但是目前能夠直接應用於SLS技術並成功製造出尺寸誤差小、表面規整、孔隙率低的模塑品的聚合物粉末原料卻鮮少。現有技術中,通常採用粉碎法、如深冷粉碎法來製備SLS用的粉末原料,這不僅需要特定設備,製備得到的粉末原料顆粒表面較粗糙、粒徑不夠均勻、形狀不規則,不利於燒結成型體的形成,並影響成型體的性能。目前市場上適用於SLS技術的聚合物粉末原料匱乏,因此各種聚合物種類相應的固體粉末原料亟待開發。
聚乙烯(PE)為無臭、無毒、高結晶的聚合物,具有優良的耐低溫性,較高的剛性,優良的加工性,優異的耐溼性及化學穩定性,開發SLS用的PE固體粉末,可滿足個性化的產品應用需求。
技術實現要素:
本發明的目的在於提供了一種適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末及其製備方法和應用。根據本發明提供的聚乙烯樹脂粉末,具有良好的抗氧化性、良好的粉末流動性、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,適用於選擇性雷射燒結來製備各種模塑品。
根據本發明,首先提供了一種用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末的製備方法,所述方法包括以下步驟:
a)在加熱溫度下,將聚乙烯樹脂溶解於C5-C9烷烴中的至少一種的有機溶劑中,得到聚乙烯樹脂溶液;
b)將步驟a)得到的聚乙烯樹脂溶液降溫,使固體沉澱析出,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,乾燥固體,得到適用於雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末;
其中,所述助劑包括粉末隔離劑和/或抗氧劑。
在本發明的優選實施方案中,所述聚乙烯樹脂的密度≥0.900g/cm3,優選為0.910-0.990g/cm3;所述聚乙烯樹脂熔融指數在190℃,2.16kg載量下測定為20-100g/10min,優選30-80g/10min。選擇所述聚乙烯樹脂,能夠獲得更好的選擇性雷射燒結效果以及燒結產品。
優選地,在步驟a)中,以聚乙烯樹脂為100重量份數計,所述有機溶劑為600-1200重量份數,優選為800-1000重量份數。
在本發明優選的實施方式中,所述有機溶劑為C5-C7烷烴中的至少一種。
根據本發明,所述C5-C9烷烴優選選自正戊烷、異戊烷、正己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、環己烷、正庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2,2-二甲基戊烷、2,3-二甲基戊烷、2,4-二甲基戊烷、3,3-二甲基戊烷、3-乙基戊烷、2,2,3-三甲基丁烷、正辛烷和正壬烷中的至少一種。
在本發明更優選的實施方式中,所述有機溶劑為正己烷和/或正庚烷。
儘管有機溶劑沉澱技術已經被用於分離和提純生化物質,尤其是蛋白質,或者用於析出製備晶體。但是,目前關於採用有機溶劑沉澱法製備用於選擇性雷射燒結技術的樹脂材料粉末的報導還很少。尤其是尚未有報導用於製備適用於選擇性雷射燒結聚乙烯樹脂粉末。對於有機溶劑沉澱技術,溶劑種類的選自至關重要。 對於特定的高分子材料聚乙烯樹脂,本發明的發明人通過不斷地嘗試和探索研究,發現使用如上所述的有機溶劑、尤其是正己烷和/或正庚烷作為有機溶劑溶解並降溫沉澱聚乙烯樹脂時,能夠有利地獲得適於選擇性雷射燒結的聚乙烯粉末原料。
本發明的發明人進一步通過大量的實驗探索發現,當使用如上所述有機溶劑、例如正己烷作為聚乙烯樹脂的溶劑時,能夠使聚乙烯樹脂以球形和/或類球形的性狀析出,並且具有30-150μm的粒徑,表面圓滑,分散性好,尺寸分布小,特別適用於選擇性雷射燒結技術。
有機溶劑的用量為前述範圍內時,能夠獲得形貌、分散性較好的聚乙烯樹脂粉末。
根據本發明,優選在步驟a)中,所述加熱溫度為70-150℃,優選為80-130℃,優選為90-110℃。
在一個優選實施方案中,將聚乙烯樹脂溶液在加熱溫度保持30-90分鐘。
優選地,步驟a)在惰性氣體下進行加熱,優選為氮氣;所述惰性氣體壓力為0.1-0.5MPa,優選0.2-0.3MPa。
根據本發明,優選在步驟b)中,平均降溫速率為0.1℃/min-1℃/min。
優選地,將聚乙烯樹脂溶液降溫至降溫目標溫度,並在降溫目標溫度保持30-90分鐘;所述降溫目標溫度優選為10-30℃。
優選地,步驟b)在自生壓力下進行。
優選地,在步驟b)中,將聚乙烯樹脂溶液降溫至一個或多個中間溫度,並在所述中間溫度保持30-90分鐘;所述中間溫度優選為40-80℃,優選為50-70℃。
在本發明提供的方法中,聚乙烯樹脂溶液的降溫過程可以勻速降溫,也可以階段性降溫。本發明的發明人經過大量的實驗探索,發現在本發明的一些優選的實施方案中,在步驟b)中,將聚乙烯樹脂溶液降溫至一個或多個中間溫度,並在所述中間溫度保持30-90分鐘;所述中間溫度優選為40-80℃,優選為50-70℃。容易理解,所述中間溫度是指步驟a)的加熱溫度和步驟b)的降溫目標溫度之間的溫度。進一步的,當中間溫度例如為40-80℃中的任意一個溫度時,步驟a)中的溫度應該大於該中間溫度。例如,在一個具體的實施例中,將聚乙烯樹脂溶液從加熱溫度110℃降至70℃時,在70℃保持溫度60分鐘;或者直接降至室溫。在另一些優選實施方案中,當聚乙烯樹脂溶液從加熱溫度降至60-70℃時,保溫 30-90分鐘,能夠獲得較好的析出效果。
通過發明的加熱降溫方式,能夠保證獲得粒徑分布均勻的粉末顆粒,因而特別適於選擇性雷射燒結應用。
根據本發明,在步驟c)中,所述抗氧劑優選為抗氧劑1010和/或抗氧劑168,進一步優選地,以聚乙烯樹脂為100重量份數計,所述抗氧劑1010為0.1-0.5重量份數,優選為0.2-0.4重量份數;抗氧劑168為0.1-0.5重量份數,優選為0.2-0.4重量份數。
在一個優選實施方案中,抗氧劑由如上所限定範圍的抗氧劑1010和抗氧劑168復配組成。
聚乙烯樹脂由亞甲基團組成,耐熱性比較差,在高溫作用下其綜合機械強度也變差,本發明的發明人發現採用抗氧劑能防止或延緩聚乙烯樹脂發生氧化降解反應,抗氧劑形成物理交聯點,限制了聚乙烯的熱運動,可以改善其耐熱性,從而延長其使用壽命。尤其其用量在前述範圍內,能獲得性質穩定、使用周期較長的聚乙烯樹脂粉末。
根據本發明,在步驟c)中,所述粉末隔離劑可以為金屬皂,即基於鏈烷一元羧酸或二聚酸的鹼金屬或鹼土金屬,優選選自硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣和硬脂酸鉛中的至少一種。根據本發明,所述所述粉末隔離劑可以是納米氧化物和/或納米金屬鹽,優選選自二氧化矽、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。
在本發明中,以聚乙烯樹脂為100重量份數計,所述粉末隔離劑優選為0.01-10重量份數,優選為0.1-5重量份數,優選為0.5-1重量份數。
聚乙烯分子鏈很長,極易發生纏結,流動性較差,難以加工。採用粉末隔離劑可以防止聚乙烯粉末顆粒之間發生粘結,以致於影響加工性能。另一方面也可以防止抗氧劑的粘結,使其更均勻的分散在聚乙烯樹脂中發揮抗氧化性能。更進一步的,粉末隔離劑還能與抗氧劑協同作用,尤其其用量在前述範圍內,能夠獲得分散性和流動性良好、適合於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。
本發明還提供了根據以上方法製備得到的用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末,所述粉末的顆粒為球形和/或類球形,顆粒的粒徑大小為30-150μm,粒 徑分布D10=45-69μm、D50=66-97μm、D90=85-120μm。根據本發明提供的該聚乙烯樹脂粉末尤其適用於選擇性雷射燒結技術,燒結成功率高,得到的燒結產品與預定產品尺寸誤差小,斷面空洞少。
此外,本發明進一步提供一種選擇性雷射燒結方法,所述方法包括通過如上所述的方法製備聚乙烯樹脂粉末,以作為燒結粉末原料。通過本發明提供的該選擇性雷射燒結方法,能夠製備得到具有規則外形、表面勻稱光滑、機械性能良好的聚乙烯模塑品。
本發明提供的用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末的製備方法,操作步驟簡單、易於操作,通過選擇合適的溶劑,選擇在特定的溫度和壓力下,設計合適的升溫和降溫方式,從而獲得形態、性狀等特別適合於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末原料。此外,本發明的另一個突出的優點是,通過加入粉末隔離劑和抗氧劑,能夠得到尺寸大小適中、表面圓滑、分散性和流動性好、粒徑分布均勻、堆密度適宜、抗氧化的聚乙烯樹脂粉末,在用於選擇性雷射燒結技術時,能容易地製備尺寸誤差小、孔洞少、外形勻稱、機械性能好的模塑品。由此,本發明提供了一種性能良好的適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末原料及其製備方法,不僅為選擇性雷射燒結提供了新的合格的燒結原料,也為聚乙烯樹脂的加工和應用提供了新的方向。
附圖說明
圖1是根據本發明實施例1提供的聚乙烯樹脂粉末的掃描電子顯微鏡(SEM)圖。
圖2是市售的用於選擇性雷射燒結的聚醯胺12粉末的掃描電子顯微鏡圖。目前在市場上仍鮮有用於選擇性雷射燒結的聚乙烯粉末,在此附上用於目前市場上較為普遍流通的用於選擇性雷射燒結的聚醯胺12粉末的掃描電子顯微鏡圖,用於與本發明(圖1)對比。
具體實施方式
下面將通過具體實施例對本發明做進一步地說明,但應理解,本發明的範圍並不限於此。
在下列實施例中,採用雷射粒度儀(Mastersizer 2000,英國Malvern公司) 表徵所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布。
實施例1
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.950g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為40g/10min)和1000重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至110℃,在此溫度下恆溫60分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至70℃,在此溫度下恆溫60分鐘;繼續以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重量份的硬脂酸鈣後,經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例2
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.960g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為60g/10min)和800重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.3MPa;隨後升溫至120℃,在此溫度下恆溫30分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至65℃,在此溫度下恆溫60分鐘;以1.0℃/min的速率降至20℃,並在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重量份的硬脂酸鋅後,將物料經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例3
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.970g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為50g/10min)和1200重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.1MPa;隨後升溫至100℃,在此溫度下恆溫90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矽後,將物料經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例4
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.954g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為70g/10min)和1200重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.1MPa;隨後升溫至100℃,在此溫度下恆溫90分鐘;恆溫結束後經冷卻水以0.5℃/min的速率降至65℃,在此溫度下恆溫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後,將物料經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例5
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.948g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為65g/10min)和1000重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.3MPa;隨後升溫至100℃,在此溫度下恆溫30分鐘;恆溫結束後經冷卻水以0.5℃/min的速率降至30℃,並在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後,將物料經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例6
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.962g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為40g/10min)和1200重量份的正庚烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至100℃,在此溫度下恆溫90分鐘;恆溫結束後經冷卻水以0.5℃/min的速率降至60℃,在此溫度下恆溫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重量份的硬脂酸鈉後,將物料經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例7
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.950g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為40g/10min)和1000重量份的環己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至110℃,在此溫度下恆溫60分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至70℃,在此溫度下恆溫60分鐘;繼續以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重量份的硬脂酸鈣後,經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例8
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.950g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為40g/10min)和1000重量份的2,2,3-三甲基丁烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至110℃,在此溫度下恆溫60分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至70℃,在此溫度下恆溫60分鐘;繼續以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重量份的硬脂酸鈣後,經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例9
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.930g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為30g/10min)和1000重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至100℃,在此溫度下恆溫60分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至60℃,在此溫度下恆溫60分鐘;繼續以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重量份的硬脂酸鈣後,經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例10
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.927g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為70g/10min)和800重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.3MPa;隨後升溫至110℃,在此溫度下恆溫30分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至55℃,在此溫度下恆溫60分鐘;以1.0℃/min的速率降至20℃,並在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重量份的硬脂酸鋅後,將物料經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例11
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.920g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為50g/10min)和1200重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.1MPa;隨後升溫至90℃,在此溫度下恆溫90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矽後,將物料經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例12
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.915g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為40g/10min)和1200重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.1MPa;隨後升溫至90℃,在此溫度下恆溫90分鐘;恆溫結束後經冷卻水以0.5℃/min的速率降至55℃,在此溫度下恆溫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後,將物料經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例13
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.935g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為60g/10min)和1000重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.3MPa;隨後升溫至90℃,在此溫度下恆溫30分鐘;恆溫結束後經冷卻水以0.5℃/min的速率降至30℃,並在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後,將物料經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例14
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.924g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為45g/10min)和1200重量份的正庚烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至90℃,在此溫度下恆溫90分鐘;恆溫結束後經冷卻水以0.5℃/min的速率降至50℃,在此溫度下恆溫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重量份的硬脂酸鈉後,將物料經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例15
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.930g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為30g/10min)和1000重量份的正戊烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至100℃,在此溫度下恆溫60分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至60℃,在此溫度下恆溫60分鐘;繼續以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重量份的硬脂酸鈣後,經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
實施例16
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.930g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為30g/10min)和1000重量份的正辛烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至100℃,在此溫度下恆溫60分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至60℃,在此溫度下恆溫60分鐘;繼續以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重量份的硬脂酸鈣後,經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。所獲得的聚乙烯樹脂粉末的粒徑大小和粒徑分布結果見表1。
表1
對比例1
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.950g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為40g/10min)和1000重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至110℃,在此溫度下恆溫60分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至70℃,在此溫度下恆溫60分鐘;繼續以1.0℃/min的速率 降至室溫。得到的固液混合物中加入0.5重量份的硬脂酸鈣後,經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。
與實施例1相比,由於對比例1中沒有抗氧劑,導致得到的聚乙烯粉末應用於雷射燒結時受熱易降解,製得的模塑品易收縮和塌陷,不能較好地滿足雷射燒結工藝的要求。
對比例2
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.950g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為40g/10min)和1000重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至110℃,在此溫度下恆溫60分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至70℃,在此溫度下恆溫60分鐘;繼續以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後,經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。
與實施例1相比,由於對比例2中沒有隔離劑,導致得到的聚乙烯粉末易粘結,流動性較差,不能較好地滿足雷射燒結工藝的要求。
對比例3
將100重量份的聚乙烯樹脂(密度0.950g/cm3,熔融指數(190℃,2.16kg)為40g/10min)和1000重量份的正己烷置於高壓反應釜中。通入高純氮氣至0.2MPa;隨後升溫至110℃,在此溫度下恆溫60分鐘;恆溫結束後經冷卻水以1.0℃/min的速率降至70℃,在此溫度下恆溫60分鐘;繼續以1.0℃/min的速率降至室溫。得到的固液混合物經離心分離和真空乾燥後得到適用於選擇性雷射燒結的聚乙烯樹脂粉末。
與實施例1相比,由於對比例3中沒有抗氧劑和隔離劑,導致得到的聚乙烯粉末應用於雷射燒結時受熱易降解,製得的模塑品易收縮和塌陷,不能較好地滿足雷射燒結工藝的要求;還導致其易粘結,流動性較差,不能較好地滿足雷射燒結工藝的要求。
以上實施例和對比例說明,根據本發明的方法,通過選擇合適的有機溶劑, 經過合適的升溫和降溫方式,加入特定的抗氧劑和粉末隔離劑,得到的聚乙烯樹脂粉末具有粒徑分布均勻、尺寸大小適宜,優良的抗氧化性和流動性,適用於作用選選擇性雷射燒結的原料。進一步地,通過本發明提供的選擇性雷射燒結方法,能夠製備得到具有規則外形、表面勻稱光滑、機械性能良好的聚乙烯模塑品。
雖然本發明已作了詳細描述,但對本領域技術人員來說,在本發明精神和範圍內的修改將是顯而易見的。此外,應當理解的是,本發明記載的各方面、不同具體實施方式的各部分、和列舉的各種特徵可被組合或全部或部分互換。在上述的各個具體實施方式中,那些參考另一個具體實施方式的實施方式可適當地與其它實施方式組合,這是將由本領域技術人員所能理解的。此外,本領域技術人員將會理解,前面的描述僅是示例的方式,並不旨在限制本明。