用于粉末床熔合的组合物和方法技术

一种用于粉末床熔合的组合物包括热塑性粉末，其本身包括诱导结晶聚碳酸酯或诱导结晶聚醚酰亚胺。热塑性粉末是再利用粉末，这意味着它是从经过粉末床熔合过程的粉末床中回收的。还描述了一种制造制品的方法，该方法包括：将诱导结晶聚合物(聚碳酸酯或聚醚酰亚胺)粉末置于粉末床中，将一部分诱导结晶聚合物粉末在粉末床中熔合，从粉末床中回收至少一部分结晶聚合物粉末，其中回收的粉末未熔合，将回收的诱导结晶聚合物粉末置于第二粉末床中，并将至少一部分回收的诱导结晶聚合物粉末在第二粉末床中熔合以形成无定形聚合物制品。

Composition and method for powder bed fusion

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于粉末床熔合的组合物和方法
本专利技术涉及使用选自再利用诱导结晶性聚碳酸酯(以下称为“PC”)粉末和再利用诱导结晶性聚醚酰亚胺(以下称为“PEI”)粉末的再利用粉末进行三维打印(也称为增材制造)的组合物和方法。
技术介绍
热塑性粉末的3D打印通过粉末床熔合进行。在粉末床熔合中，热能选择性地离散熔合粉末床选定区域中的热塑性颗粒以形成期望的熔合制品。适用于热塑性粉末的粉末床熔合工艺包括但不限于选择性激光烧结(SLS)和多射流熔合。仍然需要可用于粉末床熔合并以最小的性质变化被回收以再用于粉末床熔合的半结晶聚碳酸酯和聚醚酰亚胺粉末。
技术实现思路
一个实施方案是用于粉末床熔合的组合物，其包含：含有诱导结晶聚碳酸酯或诱导结晶聚醚酰亚胺的热塑性粉末，其中热塑性粉末是再利用粉末。另一个实施方案是一种制造制品的方法，该方法包括：a)将无定形聚合物转变成诱导结晶聚合物粉末，其中无定形聚合物是聚碳酸酯或聚醚酰亚胺，b)将诱导结晶聚合物粉末置于粉末床中，c)将一部分诱导结晶聚合物粉末在粉末床中熔合，d)从粉末床中回收至少一部分结晶聚合物粉末，其中回收的粉末未熔合，e)将回收的诱导结晶聚合物粉末置于第二粉末床中，和f)将至少一部分回收的诱导结晶聚合物粉末在第二粉末床中熔合以形成无定形聚合物制品。下面详细描述这些和其他实施方案。附图说明图1是无定形聚醚酰亚胺的差示扫描量热法扫描。图2是诱导结晶聚醚酰亚胺的差示扫描量热法扫描。图3是尼龙12、结晶聚碳酸酯和结晶聚醚酰亚胺的熔体体积流速与调节时间的函数关系图。图4是尼龙12、半结晶聚碳酸酯和半结晶聚醚酰亚胺的重均分子量(以克/摩尔为单位)与调节时间(以小时为单位)的函数关系图。图5叠加了六个半结晶聚醚酰亚胺样品的热重分析曲线，样品在真空下于240℃下调节了0、7、24、42、72和96小时。图6叠加了六个半结晶聚醚酰亚胺样品的差示扫描量热法扫描，样品在真空中于240℃下调节了0、7、24、42、72和96小时。具体实施方式一个实施方案是用于粉末床熔合的组合物，其包含：含有诱导结晶聚碳酸酯或诱导结晶聚醚酰亚胺的热塑性粉末，其中热塑性粉末是再利用粉末。在术语“诱导结晶聚碳酸酯”和“诱导结晶聚醚酰亚胺”的上下文中，改性剂“诱导结晶”是指聚合物是半结晶的(例如，10％至60％的结晶)，并且通过从相应的无定形聚合物开始并诱导结晶来制备以形成半结晶聚合物。如本文所定义，“再利用粉末”(以下也称为“回收粉末”)是从经历了粉末床熔合过程的粉末床回收的聚碳酸酯或聚醚酰亚胺粉末。在一些实施方案中，与未利用的诱导结晶聚碳酸酯或聚醚酰亚胺相比，再利用粉末在重均分子量(Mw)、粘度(确定为熔体体积流率或MVR)或结晶度(通过差示扫描量热法或DSC确定)方面没有显着变化。在该上下文中，“显着变化”是指大于10％的变化。相比之下，无定形聚碳酸酯或聚醚酰亚胺粉末的粉末床熔合通常导致在无定形粉末上进行粉末床熔合处理后，残留在粉末床上的未熔合粉末的重均分子量、粘度和结晶度的变化大于10％。在一些实施方案中，热塑性粉末包含诱导结晶聚碳酸酯。聚碳酸酯是包含具有以下结构的碳酸酯重复单元的聚合物其中R1基团总数的至少60％是芳族二价基团。在一些实施方案中，芳族二价基团是C6-C24芳族二价基团。当不是所有R1基团都是芳族时，其余是C2-C24脂族二价基团。在一些实施方案中，每个R1为下式的基团其中A1和A2各自独立地为单环二价芳基，且Y1为具有一个或两个原子的桥连基团，所述原子将A1与A2分开。A1和A2的实例包括1,3-亚苯基和1,4-亚苯基，其各自任选地被一个、两个或三个C1-C6烷基取代。在一个实施方案中，一个原子将A1与A2分开。这类基团的说明性非限制性实例是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-二环亚庚基、亚乙基、亚异丙基、亚新戊基、亚环己基、亚环十五烷基、亚环十二烷基和亚金刚烷基。桥接基团Y1可以是C1-C12(二价)亚烃基。如本文所用，术语“烃基”，无论是单独使用，还是作为另一术语的前缀、后缀或片段，是指仅包含碳和氢的残基，除非其被明确标识为“取代的烃基”。烃基残基可以是脂族或芳族的、直链的、环状的、支链的、饱和的或不饱和的。它还可含有脂族、芳族、直链、环状、双环、支链、饱和和不饱和烃部分的组合。当烃基残基被描述为被取代时，除了碳和氢之外，它还可以包含杂原子。在一些实施方案中，Y1是亚甲基(-CH2-；也称为亚甲基(methylidene))、亚乙基(-CH(CH3)-)、亚异丙基(-C(CH3)2-)或亚环己基。在一些实施方案中，二价碳酸酯重复单元没有烷氧基取代基。在一个非常具体的实施方案中，聚碳酸酯包括具有以下结构的碳酸酯重复单元在一些实施方案中，聚碳酸酯基本上由这种类型的碳酸酯重复单元组成。在该上下文中，“基本上由...组成”允许少量的聚合物末端单元和/或聚合物支化单元。对聚碳酸酯上的端基的结构没有特别限制。在聚合过程中可以包括合适的链终止剂(也称为链终止剂(chainterminatingagent))以提供端基。链终止剂包括，例如，单环苯酚如苯酚、对氰基苯酚和C1-C22烷基取代的苯酚如对枯基苯酚、间苯二酚单苯甲酸酯以及对和叔丁基苯酚，联苯酚的单醚如对甲氧基苯酚，联苯酚的单酯如间苯二酚单苯甲酸酯，脂族一元羧酸的官能化氯化物如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯，和单氯甲酸酯如氯甲酸苯酯，烷基取代的氯甲酸苯酯，对枯基氯甲酸苯酯和甲苯氯甲酸酯。可以使用不同端基的组合。在一些实施方案中，聚碳酸酯的重均分子量为15,000至50,000克/摩尔，特别地为15,000至40,000克/摩尔，如使用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定的。制备聚碳酸酯的方法是本领域已知的。V.Kalyanaraman等人，“粉末床熔合工艺中无定形聚合物的改进的可制造性(ImprovedManufacturabilityofAmorphousPolymersinPowderBedFusionProcess)”，于2016年12月29日公开的国际公开号WO2016/209870A1和C.A.Leenders，“制备结晶聚碳酸酯粉末的方法(MethodofProducingCrystallinePolycarbonatePowders)”，于2017年3月2日公开的国际公开号WO2017/033146A1中描述了用于制备包含诱导结晶聚碳酸酯的未利用(即，尚未再利用)的热塑性粉末的合适方法。在下面的工作实例中说明的另一种方法，包括将无定形聚碳酸酯粉末暴露于C3-C5酮和C1-C3醇的混合物中，然后干燥。C3-C5酮和C1-C3醇可以1.5:1至5:1，特别是2:1至4:1的重量比使用。合适的C3-C5酮包括丙酮、甲基乙基酮、甲基异丙基酮及其组合。合适的C1-C3醇包括甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇及其组合。无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于粉末床熔合的组合物，其包含：/n含有诱导结晶聚碳酸酯或诱导结晶聚醚酰亚胺的热塑性粉末，其中所述热塑性粉末是再利用粉末。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170922 US 62/562,0311.一种用于粉末床熔合的组合物，其包含：
含有诱导结晶聚碳酸酯或诱导结晶聚醚酰亚胺的热塑性粉末，其中所述热塑性粉末是再利用粉末。


2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述热塑性粉末包含所述诱导结晶聚碳酸酯。


3.根据权利要求2所述的组合物，其中基于所述热塑性粉末的重量，所述热塑性粉末包含以重量计0.5至100ppm、特别地0.5至50ppm、更特别地0.5至20ppm的甲醇。


4.根据权利要求2所述的组合物，其中基于所述热塑性粉末的重量，所述热塑性粉末包含以重量计0.5至100ppm、特别地0.5至50ppm、更特别地0.5至20ppm的甲醇；和以重量计0.5至100ppm、特别地0.5至50ppm、更特别地0.5至20ppm的丙酮。


5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述热塑性粉末包含所述诱导结晶聚醚酰亚胺。


6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述热塑性粉末具有使用聚[2,2'-双(4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基丙烷)-1,3-亚苯基双酰亚胺]标准通过凝胶渗透色谱法测定的15,000至50,000克/摩尔、特别地25,000至50,000克/摩尔的重均分子量；且其中基于所述热塑性粉末的重量，所述热塑性粉末包含以重量计10至500ppm、特别地20至500ppm、更特别地50至500ppm的邻二氯苯。


7.根据权利要求5所述的组合物，其中所述热塑性粉末具有根据ISO13320-1通过激光衍射测定的粒度分布，其特征在于Dv10值在10至50微米的范围内、特别地为20至40微米；Dv50值在30至90微米的范围内、特别地为40至80微米；且Dv90值在100至150微米的范围内、特别地为100到140微米。


8.一种制造制品的方法，所述方法包括：
a)将无定形聚合物转化为诱导结晶聚合物粉末，其中所述无定形聚合物是聚碳酸酯或聚醚酰亚胺，
b...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃莱娜·米洛斯科夫斯卡，布鲁克·乔弗尔，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL