本发明专利技术涉及包含聚合物和基于聚磷酸铵的阻燃剂的粉末，涉及所说的粉末对于模制件按层生产的应用，涉及由该粉末制备的模制件。由本发明专利技术的粉末制备的模制件就与常规产品相关的可燃性而言具有显著的优点，使其能够在飞机中应用。进一步地，由本发明专利技术的粉末制备的模制件与基于常规粉末的模制件相比具有改进的机械性能，特别是就其弹性模量和拉伸强度而言。这种模制件的密度接近注塑件的密度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,其制备方法和由该粉末制备的模制件的制作方法
本专利技术涉及聚合物粉末，其包含至少一种聚合物和至少一种包含聚磷酸铵的阻燃剂，涉及制备该粉末的方法和涉及通过该粉末的层-层涂覆和熔融制备的模制件。就在最近，产生了对于顺利制备原型(Prototype)的要求。该方法的灵活性使得这些方法特别重要，该方法层-层涂覆粉状材料和选择性地熔融或粘结这些材料。选择性激光烧结是特别适合于快速定型(Prototypings)的方法。在该方法中，室中的聚合物粉末简短地用激光束选择性地照射，导致了激光束照射到的粉末颗粒的熔融。熔融的颗粒结合并再一次快速固化产生固体团。三维物体，包括具有复杂形状的那些，可以通过该方法，通过重复涂覆新层并照射这些而简单和快速地制备。在专利说明书US 6,136,948和WO 96/06881(均是DTMCorporation)中详细地描述了实现粉状聚合物制备的模制件的激光烧结方法(快速定型)。对于该应用可以使用多种聚合物和共聚物，例如聚乙酸酯，聚丙烯，聚乙烯，离子交联聚合物和聚酰胺。对于制备模制件，特别是对于制备工程配件的激光烧结尼龙-12粉末(PA 12)已经证明在工业上是特别成功的。由PA 12粉末生产的部件满足了关于机械负载需要的高要求，并且因此具有与随后通过挤出或注塑制备的大规模生产部件的那些特别接近的性能。这里具有好的适宜性的PA 12粉末具有50-150μm的中值粒径(d50)，并例如在DE 197 08 946或DE 44 21 454中获得。这里优选使用尼龙-12粉末，其熔点是185-189℃，其熔融焓是112±17J/g，并且其凝固点是138-143℃，正如在EP 0 911 142中描述的。具有好的适宜性的其它方法是SIV方法，正如在WO 01/38061或EP 1 015 214中描述的。两种方法区域使用红外加热操作以熔化粉末，并在在第一种方法中通过使用抑制剂和在第二中方法中通过遮光板取得选择性熔融。已经发现的市场上广泛接受的另一种方法是3D打印，如在EP 0 431 924中；其中通过选择性涂覆到粉末层上的粘合剂的固化制备模制件。其中，通过微波发生器引入对于熔融方法要求的能量，并且通过使用感受器取得选择性。对于提到的快速定型或快速生产的方法(RP或RM方法)，可以使用粉状底材，特别是聚合物或共聚物，优选自聚酯，聚氯乙烯，聚缩醛，聚丙烯，聚乙烯，聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚(N-甲基甲基丙烯酰亚胺)(PMMI)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，离子交联聚合物，聚酰胺，共聚酯，共聚酰胺，三元共聚物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，或这些的混合物。尽管已知的聚合物粉末的性能已经是好的，但使用这些粉末制备的模制件仍然具有一些缺点。目前使用的聚合物粉末的特别的缺点是它们的易燃性。这目前限制了以上提到的方法在短期生产运行，例如在飞行器建造中的应用。因此本专利技术的目的是提供聚合物粉末，其可以实现通过以上描述的一种方法由其制备的部件的低可燃性。令人惊讶地，现在已经发现，正如在权利要求中描述的，向聚合物或共聚物中添加包含聚磷酸铵的阻燃剂可以制备粉状组合物(粉末)，由其能够通过层-层方法制备模制件，在该方法中区域(Bereiche)被选择性熔化或彼此粘结，这些模制件与包含常规聚合物粉末的模制件相比明显不易燃。对于快速定型和快速生产应用，对于三维物体在层-层建造方法中通过选择性彼此粘结粉末的各部分的加工，本专利技术因此提供了粉状组合物，特别是建造粉末或快速定型和快速生产粉末(RP/RM粉末)，其特征在于，粉末包含至少一种聚合物和至少一种包含聚磷酸铵的阻燃剂，粉末的最大颗粒尺寸是≤150μm。本专利技术还提供了制备本专利技术粉末(粉状组合物)的方法，其特征在于，包括制备其中存在聚合物和包含聚磷酸铵的阻燃剂的粉状混合物。本专利技术还提供了本专利技术粉末用于通过层-层方法制备模制件的应用以及选择性粘结粉末的方法，和提供了通过三维物体的层-层建造方法，通过选择性彼此粘结粉末的各部分制备的模制件，其特征在于，这些模制件包含至少一种包含聚磷酸铵的阻燃剂和包含至少一种聚合物。本专利技术粉末的优点是具有低易燃性的模制件可以从此通过如上所述的RP或RM方法制备，这些方法用于层-层建造三维物体，使用的粉末的各部分选择性彼此粘结。同时，基本保持模制件的机械性能。这打开了应用领域，该应用领域迄今是不可能的，这是因为差的易燃性分级。特别令人惊讶地，如果维持粉末中的包含聚磷酸铵的阻燃剂的最低含量，那么对于成品模制件可以取得UL 94(UnderwritesLaboratories Inc.，试验方法94V)分级V0。令人惊讶地，还发现由本专利技术的粉末制备的模制件具有同样好的，甚至更好的机械性能，特别是增加的弹性模量，拉伸强度和密度。模制件还具有良好的外观，例如良好的尺寸稳定性和表面质量。以下描述了本专利技术的粉末以及它的制备方法，但是目的不是本专利技术受制于这些描述。对于在三维物体的层-层建造方法中的加工，其中粉末的各部分选择性彼此粘结，本专利技术建造粉末或本专利技术粉状组合物的特征是粉末包含至少一种聚合物和至少一种包含聚磷酸铵的阻燃剂，并具有≤150μm的最大颗粒尺寸，优选20-100μm。在这些方法中，粉末优选通过加入能量，特别是通过暴露在热下粘结，其中颗粒通过熔融或烧结彼此粘结。粉末也可以用于其中颗粒通过化学反应彼此或与粘合剂或通过物理措施，优选干燥或粘合彼此粘结的方法中。关于各个方法的细节可以在以上提到的出版物中找到。聚合物和阻燃剂，也可以以各个粉末的混合物的形式，或以其中大部分颗粒，甚至每个颗不但包含聚合物而且包含阻燃剂的粉末的形式存在于本专利技术的粉末中。就这些粉末而言，阻燃剂的分布在颗粒内可以是均匀的，或阻燃剂的浓度可以在颗粒的中心或在颗粒的表面较大。粉末中存在的聚合物优选选自以下的均-或共聚物聚酯，聚氯乙烯，聚缩醛，聚丙烯，聚乙烯，聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚(N-甲基甲基丙烯酰亚胺)(PMMI)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，离子交联聚合物，聚酰胺，共聚酯，共聚酰胺，三元聚物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，或是这些的混合物。本专利技术的粉末特别优选包含具有50-350℃，优选70-200℃熔点的聚合物。在本专利技术的粉末中存在的聚合物可以特别通过研磨，沉淀和/或阴离子聚合，或通过这些的组合，或通过随后的分级制备。特别地如果目的是粉末用于选择性激光烧结方法，本专利技术的粉末优选包含至少一种聚酰胺。在本专利技术的粉末中存在的聚酰胺优选每个羧酰胺基(carboxamide)基团具有至少8个碳原子的聚酰胺。本专利技术的粉末优选包含至少一种每个羧酰胺基基团包含9或以上碳原子的聚酰胺。该粉末非常特别优选包含至少一种选自以下的聚酰胺尼龙6，12(PA 612)，尼龙-11(PA 11)和尼龙-12(PA 12)，或基于以上提到的聚酰胺的共聚酰胺。本专利技术的粉末优选包含无规聚酰胺。特别合适于激光烧结方法的尼龙-12烧结粉末是这样一种粉末，其熔点是185-189℃，优选186-188℃，其熔融焓是112±17J/g，优选100-125J/g，并且其凝固点是133-148℃，优选139-143℃。对于本专利技术烧结粉末下的聚酰胺粉末的制备方法通常是已知的，并且在PA 12的情本文档来自技高网...
【技术保护点】
在三维物体通过各部分粉末选择性彼此粘结的层－层建造方法中用于加工的聚合物粉末，其特征在于该粉末包含至少一种聚合物和至少一种包含聚磷酸铵的阻燃剂并且具有≤１５０μｍ的最大颗粒尺寸。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S蒙谢默，M格里布，FE鲍曼，
申请(专利权)人：德古萨公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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