高强度增材制造制品制造技术

一种组合物，基于组合物总重量，其包括：30至60wt％的聚碳酸酯、20至40wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯、5至40wt％的碳纤维、1至10wt％的乙烯丙烯酸酯三元共聚物、和小于5wt％的玻璃纤维。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度增材制造制品
本公开涉及增材制造制品(additivemanufacturedarticle，积层制造制品，添加剂制造制品)，具体地，本公开涉及具有低翘曲和优良耐化学性的高强度增材制造制品。
技术介绍
增材制造制品的强度，特别是在z方向，即增材制造期间添加层的方向上的拉伸强度可以受到不良的层间粘附的影响，其可以限制增材制造制品的应用。增材制造制品还可以遭受高部件翘曲，特别是印有可以提供耐化学性的半结晶聚合物的增材制造制品。美国专利申请公开号2016/0136887A1涉及包括细丝的3D打印机输入，所述细丝包括分开的层或区段。可以通过共挤出、微层共挤出或多组分/分形共挤出制备包括细丝的输入。输入和细丝可以使得能够在所谓的3D打印过程期间通过一个或多个喷嘴同时将不同材料成层或组合。这些技术可以有利于较小层尺寸(毫米、微米和纳米)的不同层配置，以及引入另外将在标准3D打印机方法中无法使用的材料的潜力。CN104710743公开了聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PC/PBT)复合材料。据称复合材料中的玻璃纤维和纳米碳纤维具有协作的增强与增韧功能。美国专利申请公开号2013/0317150A1涉及组合物，其包含聚酯、聚碳酸酯、有机聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物、有机磷阻燃剂、氟化聚烯烃和一种或多种添加剂。具体地，基于组合物的总重量，热塑性组合物包含：(a)大于12至30wt.％的聚酯；(b)21.7至81.3wt.％的聚碳酸酯；(c)5至小于60wt.％的有机聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物，其包含10至50wt.％的聚二有机硅氧烷单元；(d)1至20wt.％的有机磷阻燃剂；(e)0.02至5wt.％的氟化聚烯烃；(f)任选地，0.25至10wt.％的抗冲改性剂，其选自由基于弹性体的接枝共聚物和基于弹性体的嵌段共聚物组成的组；和(g)0.1至5wt.％的添加剂组合物，其包含抗氧化剂、猝灭剂、紫外光稳定剂或它们的组合。将期望提供具有改善的z方向上的强度的增材制造制品。
技术实现思路
本文公开了组合物和由其制成的制品。在一个实施方式中，基于组合物的总重量，组合物可以包含：30至60wt％的聚碳酸酯；20至40wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯；5至40wt％的碳纤维；1至10wt％的乙烯丙烯酸酯三元共聚物；和小于5wt％的玻璃纤维；其中组合物的总重量为100wt％。附图说明以下附图是示例性实施方式。图1a是如在实施例中所形成的打印部件的实施方式的前视图。图1b是图1a中所示部件的顶视图。图2显示了从图1a和图1b中所示的打印部件的侧面机加工的拉伸样品；图3显示了对于打印部件的实施方式的部件翘曲；和图4显示了在本文所提及的改进的ASTMD638测试方法中使用的测试样品的尺寸。具体实施方式本公开涉及增材制造制品，例如，由含有聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、碳纤维(CF)、乙烯丙烯酸酯三元共聚物(在下文中“三元共聚物”)和任选的添加剂(如增容剂、稳定剂和矿物质)的热塑性组合物制成的制品。这种组合物使得能够生产具有改善的翘曲和耐化学性的增材制造制品。当使用含有聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、碳纤维和三元共聚物的组合物(在下文中“PC/PBT/CF/三元共聚物组合物”)进行增材制造时，发现了协同作用。即，使用组合物形成增材制造制品(在本文中也称为打印制品)改善了z方向强度。特别意外地，当使用这种组合物形成注塑制品时，未获得这种效果。含有PC/PBT/CF/三元共聚物组合物的打印制品还提供了所期望的耐化学性和低翘曲。打印制品可以显示出至少15兆帕(MPa)，优选地至少20MPa的z方向拉伸强度，如通过改进的ASTMD638测试方法所确定的。二羧酸(例如，脂族二羧酸、脂环族二羧酸、芳族二羧酸及其组合)和二醇(例如，脂族二醇、脂环族二醇、芳族二醇及其组合)可以用于制备聚酯，如PBT。如本文所使用的，聚对苯二甲酸丁二醇酯可以与聚(对苯二甲酸l,4-丁二醇酯)互换使用。化学当量的二羧酸(例如，酸酐、酰基氯、酰基溴、羧酸盐或酯)和化学当量的二醇(例如，酯，优选C1-C8酯，如乙酸酯)也可以用于制备PBT。可以用于制备聚酯的芳族二羧酸包括但不限于间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,2-二(对羧基苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯醚、4,4'-双苯甲酸等和1,4-或1,5-萘二羧酸等。可以使用间苯二甲酸和对苯二甲酸的组合。间苯二甲酸与对苯二甲酸的重量比可以是例如91:9至2:98或者25:75至2:98。可以用于制备聚酯的含有稠环的二羧酸包括但不限于1,4-、1,5-和2,6-萘二羧酸。示例性环脂族二羧酸包括但不限于十氢萘二羧酸、降冰片烯二羧酸、二环辛烷二羧酸和1,4-环己烷二羧酸。可以用于制备聚酯的脂族二醇包括但不限于1,2-乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-和1,5-戊二醇、二丙二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二甲醇萘烷、二甲醇二环辛烷、1,4-环己烷二甲醇及其顺式-和反式-异构体、三甘醇、1,10-癸烷二醇等及其组合。二醇可以是乙烯二醇或1,4-丁烯二醇。二醇可以是1,4-丁烯二醇。二醇可以是乙二醇以及少量(例如，0.5与5.0％)的二乙二醇。可以用于制备聚酯的芳族二醇包括但不限于间苯二酚、氢醌、焦儿茶酚、1,5-萘二酚、2,6-萘二酚、1,4-萘二酚、4,4'-二羟基联基、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)砜等及其组合。在一些实施方式中，通过包含至少70摩尔百分比，优选地至少80摩尔百分比的四亚甲基二醇(1,4-丁二醇)的二醇组分和包含至少70摩尔百分比，优选地至少80摩尔百分比的对苯二甲酸或其形成聚酯的衍生物的酸组分的聚合，获得了PBT。PBT的商品化实例包括通过SABIC生产，作为VALOXTM315树脂和VALOXTM195树脂可获得的那些。在一些实施方式中，PBT包括修饰的PBT，即部分从PET衍生的PBT，例如，从使用过的无酒精饮料瓶再循环的PET。PET衍生的PBT聚酯(在本文中为了方便起见称为“修饰的PBT”)可以来源于PET组分，如PET、PET共聚物或它们的组合。修饰的PBT还可以衍生自生物质来源的1,4-丁二醇，例如，玉米来源的1,4-丁二醇或者来源于纤维素材料的1,4-丁二醇。不同于含有原始PBT(来源于1,4-丁二醇和对苯二甲酸单体的PBT)的常规模制组合物，修饰的PBT含有来源于乙二醇和间苯二甲酸的单元。修饰的PBT的使用可以提供在PBT热塑性模制组合物中有效使用未充分利用的PET碎料(来自消费用后或工业用后流)的有价值的方式，借此节约非再生资源并降低温室气体，例如，二氧化碳的形成。修饰的PBT可以具有至少一个来源于PET组分的残基。这些残基可以选自由下述组成的组：乙二醇残基、二乙二醇残基、间苯二甲酸残基、含锑残基、含锗残基、含钛残基、含钴残基、含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含：/n30至60wt％的聚碳酸酯；/n20至40wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯；/n5至40wt％的碳纤维；/n1至10wt％的乙烯丙烯酸酯三元共聚物；和/n小于5wt％的玻璃纤维；/n其中，所述组合物的总重量为100wt％。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180430 EP 18170082.41.一种组合物，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含：
30至60wt％的聚碳酸酯；
20至40wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯；
5至40wt％的碳纤维；
1至10wt％的乙烯丙烯酸酯三元共聚物；和
小于5wt％的玻璃纤维；
其中，所述组合物的总重量为100wt％。


2.根据权利要求1所述的组合物，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含小于3wt％的玻璃纤维，优选地小于1wt％的玻璃纤维。


3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述组合物不含玻璃纤维。


4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含35至50wt％的量的聚碳酸酯。


5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含25至35wt％的量的聚对苯二甲酸丁二醇酯。


6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含15至25wt％的量的碳纤维。


7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含5至7wt％的量的乙烯丙烯酸酯三元共聚物。


8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含10至30wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·穆尼鲁扎曼，拉贝赫·埃莱西，亚历克斯·德莱尼，马诺杰库马·切拉穆图，
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