制造热塑性模制复合物粉末的方法技术

本发明专利技术涉及制造热塑性模制复合物粉末的方法，所述热塑性模制复合物粉末由球形或近似球形的模制复合物颗粒组成或者包含球形或近似球形的模制复合物颗粒，所述模制复合物颗粒来自玻璃样和/或陶瓷和/或金属基质颗粒在其中溶解有粘合剂的溶剂中的悬浮液，所述粘合剂具有可溶于所述溶剂的聚合物，其中粘合剂还具有可溶于溶剂的一种或更多种添加剂，其中所述方法包括喷雾干燥所述悬浮液的步骤，以及其中进行喷雾干燥使得溶剂部分或完全转变为气相。

【技术实现步骤摘要】
制造热塑性模制复合物粉末的方法
本专利技术涉及制造热塑性模制复合物粉末的方法。
技术介绍
以一个或更多个进一步的处理步骤获得模制产品的原料复合物的制备是现有技术已知的。在本专利技术的框架内，热塑性模制复合物粉末应特别地被理解为以一个或更多个进一步的步骤(例如，通过烧结)获得模制产品的粉末状原料复合物。根据现有技术，粉末状原料复合物是易得到的，例如，其中将通过热塑性模制生产的粒料在粉碎过程中(例如，通过研磨过程)以湿法或干法粉碎。以这种方式制造的粉末具有锯齿状的几何形状和高度不同的颗粒尺寸，主要在0.01mm至1.0mm的范围内。由于锯齿状的颗粒几何形状，这些粉末或原料复合物具有相对较小的堆积密度，并且在小于0.1mm的颗粒范围内具有较差的流动性。由研磨过程决定的粉末的这两种特性对于特定的应用技术是有问题的，特别是当以粉末原料的高装填密度为目标时或者当以薄膜形式非常均匀地施加粉末(例如使用刮刀)时。例如EP2295390B1中描述的所谓的陶瓷或金属模制复合物的粉末发泡可以被称为这些应用技术的实例，因为其可以使用粉末状模制复合物作为用于通过选择性激光烧结(selectivelasersintering，SLS)的增材生产的可烧结原料。在两种情况下都产生可烧结的生坯压坯，随后使其脱粘(即，部分或完全除去粘合剂)，随后进行烧结过程以获得期望的生坯压坯。在SLS过程中，高的生坯密度(即，形成模制复合物的模制复合物颗粒的高密度)在生坯压坯中是有利的，以便获得在随后的烧结过程中尽可能致密的模制产品的密度。在此，使用球形模制复合物颗粒是有利的。模制复合物颗粒的球形形状还有利于实现模制复合物颗粒在用刮刀涂覆待激光处理的各个层期间的良好流动性。这样的粉末状模制复合物颗粒对于两种生产技术都是有利的：其为球形，颗粒尺寸小于0.2mm，并且另外以高堆积密度存在。
技术实现思路
因此，本专利技术的基本目的是提供这样的粉末状模制复合物：其具有所述特性(即，其颗粒具有球形几何形状，其自由流动、和其以高堆积密度存在)中的一种或更多种特性并且优选所有的所述特性。该目的通过具有权利要求1的特征的方法来实现。因此，由陶瓷和/或金属和/或玻璃样基质颗粒在溶剂中的悬浮液通过喷雾干燥获得由球形模制复合物颗粒组成或包含球形模制复合物颗粒的热塑性模制复合物粉末。粘合剂溶解在溶剂中并且具有可溶于溶剂的至少一种聚合物。此外，粘合剂具有可溶于溶剂并且优选以分子形式溶解在其中的一种或更多种添加剂。这些添加剂可以例如为以下物质中的一者或更多者：增塑剂、模制润滑剂、与所述聚合物形成至少二元体系的添加剂。添加剂优选为影响所述聚合物的流变行为的物质。聚合物优选是热塑性的。聚合物可以选自以下物质中的一者或更多者：缩聚物，例如但不限于聚酰胺或聚酯；聚合物，例如但不限于聚烯烃、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲醛；或者聚加合物，例如但不限于聚氨酯。该列表不是排他性的；另外的聚合物通常也是可以想到的。在喷雾干燥悬浮液时，溶剂部分或完全转变为气相，并且陶瓷和/或金属和/或玻璃样基质颗粒在此情况下形成球形模制复合物颗粒形式的聚集体。陶瓷和/或金属和/或玻璃样颗粒通过粘合剂保持在一起的实心的基本上球形的模制复合物颗粒产生自由于悬浮液的雾化和其溶剂的同时蒸发而产生的包含陶瓷和/或金属和/或玻璃样颗粒的液滴。此时应指出，术语“球形”还包括“基本上球形”。优选地，其应被理解为球形体或近似球形体。此外，应指出，术语“一个”和“一种”并不一定意指存在恰好一个所讨论要素，尽管这是本专利技术的一个可能实施方案。术语“一个”或“一种”也涵盖多个所讨论要素。蒸发可以通过供应加热的气体流来促进，例如，空气或氮气或另一种气体。通过喷雾干燥过程产生球形模制复合物颗粒。喷雾干燥过程的特征在于待获得的物质以在液体中溶解或分散的形式存在。优选地，在喷雾干燥期间供应温暖的气体(例如空气或氮气)气流。实心的球形模制复合物颗粒(也被理解为基本上球形的模制复合物颗粒)产生自由于雾化和由于液体的同时蒸发(通过供应所述气体流)而产生的液滴。因此，根据本专利技术的方法的主要组成部分是通过其产生球形模制复合物颗粒(即，球形模制复合物粉末)的喷雾干燥，即，由球形模制复合物颗粒组成或包含球形模制复合物颗粒的粉末。在本专利技术的一个实施方案中，粘合剂，例如可溶于醇的聚酰胺，以分子形式溶解在悬浮液中。粘合剂在喷雾干燥期间和之后将陶瓷和/或金属和/或玻璃样基质颗粒保持在一起，使得它们可以形成模制复合物颗粒。所述模制复合物颗粒足够稳定以能够经历进一步的处理步骤。溶剂优选为一种或更多种醇或者一种或更多种含醇介质。优选的是，增塑剂为芳族羟基苯甲酸的酯并且优选为对羟基苯甲酸脂肪醇酯，其中碳链的长度优选在C12至C26的范围内，特别优选在C18至C22的范围内。存在于悬浮液中的金属基质颗粒的平均尺寸优选在5μm至25μm的范围内，优选在10μm至20μm的范围内，并且特别优选为15μm。存在于悬浮液中的陶瓷基质颗粒的平均尺寸优选在0.1μm至5μm的范围内。在存在于悬浮液中的玻璃样基质颗粒的情况下，其平均尺寸优选在1.0μm至50μm的范围内。形成热塑性模制复合物粉末并且包含粘合剂和多个陶瓷和/或金属和/或玻璃样基质颗粒的模制复合物颗粒的尺寸优选在>0.05mm和/或<0.2mm的范围内，优选为0.05mm至0.15mm，特别优选为0.10mm。所述尺寸可以为陶瓷和/或金属和/或玻璃样基质颗粒的最大尺寸或者模制复合物颗粒的最大尺寸，和/或它们的直径。优选地，模制复合物颗粒各自具有最大尺寸Amax，并且0.005mm≤Amax≤0.3mm，特别地0.008mm≤Amax≤0.2mm，特别地0.01mm≤Amax≤0.1mm，适用于模制复合物颗粒的至少80％。此外，模制复合物颗粒可以各自具有最小尺寸Amin和最大尺寸Amax，并且0.6≤Amin/Amax≤1，特别地0.7≤Amin/Amax≤1，特别地0.8≤Amin/Amax≤1，适用于模制复合物颗粒的至少80％。此外，可以想到，基质颗粒各自具有最大尺寸Bmax，并且1μm≤Bmax≤50μm，特别地5μm≤Bmax≤40μm，特别地10μm≤Bmax≤30μm，适用于模制复合物颗粒(3)的至少80％。基质颗粒优选由玻璃、陶瓷、贵金属、硬金属、非铁金属、铁、钛、或钢组成，由其合金、其超合金或其化合物/复合物中的一者或更多者组成，或者包含这些物质或金属、合金或化合物/复合物中的一者或更多者。如上所述，基质颗粒也可以由陶瓷和/或玻璃组成或者包含陶瓷和/或玻璃。在本专利技术的一个优选实施方案中，首先将陶瓷和/或金属基质颗粒引入溶剂(例如，包含粘合剂的含醇溶液)中，然后将该悬浮液在喷雾系统中雾化，其中溶剂部分或完全蒸发。在此，陶瓷和/或金属和/或玻璃样基质颗粒形成模制复合物颗粒形式的球形聚集体。优选地，将陶瓷和/或金属和/或玻璃样基质颗粒引入溶剂中在升高的温度下，优选在60℃至80℃的温度下，特别优选在70℃下进行。优选地，喷雾过程在比粘合剂的聚合物的结晶温度低10℃至30℃，优选低20℃的温度下进行。在陶瓷和/或金属和/或玻璃样粉末或者基质颗粒进入溶液中之后，优选将该悬浮液在优选防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造热塑性模制复合物粉末的方法，所述热塑性模制复合物粉末由球形或近似球形的模制复合物颗粒组成或者包含球形或近似球形的模制复合物颗粒，所述模制复合物颗粒来自玻璃样和/或陶瓷和/或金属基质颗粒在溶剂中的悬浮液，所述溶剂中溶解有粘合剂，所述粘合剂具有可溶于所述溶剂的聚合物，其中所述粘合剂还具有可溶于所述溶剂的一种或更多种添加剂，所述方法包括喷雾干燥所述悬浮液的步骤，以及进行所述喷雾干燥使得所述溶剂部分或完全转变为气相。

【技术特征摘要】
2017.04.28 DE 102017004180.61.一种制造热塑性模制复合物粉末的方法，所述热塑性模制复合物粉末由球形或近似球形的模制复合物颗粒组成或者包含球形或近似球形的模制复合物颗粒，所述模制复合物颗粒来自玻璃样和/或陶瓷和/或金属基质颗粒在溶剂中的悬浮液，所述溶剂中溶解有粘合剂，所述粘合剂具有可溶于所述溶剂的聚合物，其中所述粘合剂还具有可溶于所述溶剂的一种或更多种添加剂，所述方法包括喷雾干燥所述悬浮液的步骤，以及进行所述喷雾干燥使得所述溶剂部分或完全转变为气相。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一种或更多种添加剂以分子形式溶解在所述悬浮液中。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一种或更多种添加剂为以下物质中的一者或更多者：增塑剂、模制润滑剂、与所述聚合物形成至少二元体系的添加剂。4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述聚合物是热塑性的；和/或所述聚合物选自以下物质中的一者或更多者：缩聚物，例如但不限于聚酰胺或聚酯；聚合物，例如但不限于聚烯烃、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲醛；或者聚加合物，例如但不限于聚氨酯。5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其特征在于，所述增塑剂为芳族羟基苯甲酸的酯并且优选为对羟基苯甲酸脂肪醇酯，其中碳链的长度优选在C12至C26的范围内，特别优选在C18至C22的范围内。6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述基质颗粒各自具有最大尺寸Bmax，并且1μm≤Bmax≤50μm，特别地5μm≤Bmax≤40μm，特别地10μm≤Bmax≤30μm，适用于所述基质颗粒的至少80％。7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述模制复合物颗粒各自具有最大尺寸Amax，并且0.005mm≤Amax≤0.3mm，特别地0.008mm≤Amax≤0.2mm，特别地0.01mm≤Amax≤0.1mm，适用于所述模制复合物颗粒的至少80％。8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述模制复合物颗粒各自具有最小尺寸Amin和最大尺寸Amax，并且0.6≤Amin/Amax≤1，特别地0.7≤Amin/Amax≤1，特别地0.8≤Amin/Amax≤1，适用于所述模制复合物颗粒的至少80％。9.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述溶剂为一种或更多种醇或者一种或更多种含醇介质。10.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述基质颗粒由以下物质中的一者或更多者组成：贵金属、硬金属、玻璃、陶瓷、非铁金属、铁、钛、其合金和/或化合物/复合物、超合金和钢，或者包含这些物质或金属、合金或化合物/复合物中的一者或更多者。11.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼弗雷德·耶克尔，
申请(专利权)人：埃默里油脂化学有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE