用于挤出增材制造的聚丙烯制造技术

包含丙烯聚合物组合物的可消耗细丝作为基于挤出的增材制造系统中的可消耗细丝的用途；其中丙烯聚合物组合物包含：A)20wt％至60wt％的多相丙烯共聚物；B)5wt％至33wt％的丙烯均聚物或共聚物，其中共聚物含有至多5wt％的选自乙烯、1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于挤出增材制造的聚丙烯


[0001]本专利技术涉及一种挤出增材制造方法，其特征在于使用特定的聚丙烯组合物。

技术介绍

[0002]3D打印是一项快速发展的技术。VDI 3405和DIN EN ISO/ASTM 52900中列出了开发的各种技术。
[0003]根据表示3D制品的构建数据，挤出头相对于基底的移动在计算机控制下进行。通过最初将3D制品的数字表示切割成多个水平切片的层来获得构建数据。然后，对于每个切片层，主计算机生成用于沉积构建材料的路线以形成3D制品的构建路径。
[0004]基于挤出的3D打印机用于通过挤出可流动构建材料以逐层方式由3D制品的数字表示构建3D打印制品。构建材料通过由挤出头承载的挤出模具熔融和挤出，并在x
‑
y平面中的基底上以一系列层的形式沉积，也称“路线(road)”。挤出的构建材料熔合至先前沉积的构建材料，并且在温度下降时固化。然后挤出头相对于基底的距离沿z轴(垂直于x
‑
y平面)递增，然后重复该过程以形成类似于数字表示的3D制品。或者，可以移动基底并具有静态挤出模具。例如但不排他地，这种基于无细丝挤出的3D打印方法可从ARBURG GmbH&Co.KG商购获得。
[0005]用上述3D打印机进行的挤出增材制造方法的一个实例是熔融沉积成型(FDM)，也称为熔丝制造(FFF)，其中构建材料以细丝的形式进料到挤出区段。
[0006]在此方法中，细丝的特性以及所用材料的机械流变性能会改变最终3D打印对象的机械和美学性能。
[0007]通常，在本领域中，使用聚乳酸(PLA)或丙烯腈、丁二烯、苯乙烯(ABS)聚合物或聚酰胺的细丝。
[0008]特别地，聚烯烃(如聚丙烯)可用基于挤出的3D打印机进行加工，但所得的打印制品的机械性能较差，通常不如使用传统注塑成型方法获得的那些。
[0009]在3D打印过程中，由于材料收缩而发生翘曲，这会导致打印件的拐角抬起并与构建板(build plate)分离。打印塑料时，它们首先会稍微膨胀，但它们冷却时会收缩。如果材料收缩过多，则会导致打印件从构建板上向上弯曲，从而获得变形的3D打印对象。
[0010]CN 103992560 A公开了多相丙烯乙烯共聚物用于3D打印的用途。该共聚物由丙烯均聚物基质和交联的乙烯
‑
丙烯
‑
二烯烃共聚物橡胶组成。没有明确提及细丝形式的聚合物。
[0011]EP 3067389 A1公开了一种用于3D打印机的细丝，其包括含有基于乙烯的烯烃嵌段共聚物的聚合物基质，这由MFI测量条件清楚地得出。
[0012]因此，需要可用作3D打印机中的细丝的基于丙烯的材料。

技术实现思路

[0013]本专利技术的一个目的是包含丙烯聚合物组合物的可消耗细丝作为基于挤出的增材
制造系统中的可消耗细丝的用途；其中丙烯聚合物组合物包含：
[0014]A)20wt％至60wt％的多相丙烯共聚物；
[0015]B)5wt％至33wt％的丙烯均聚物或共聚物，其中共聚物含有至多5wt％的选自乙烯、1
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丁烯、1
‑
己烯或1
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辛烯的α
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烯烃；
[0016]C)2wt％至15wt％的包含苯乙烯的弹性体嵌段共聚物；
[0017]D)4wt％至32wt％的弹性体乙烯共聚物；
[0018]E)5wt％至50wt％的作为填料的玻璃材料；以及
[0019]F)0.1wt％至5wt％的增容剂；
[0020]其中组分A)、B)、C)、D)、E)和F)的量是指A)、B)、C)、D)、E)和F)的总重量，其总计为100％，并且其中根据ISO 1133
‑
2:2011在230℃和2.16kg的负荷下的熔体流动速率MFR至少为1.0g/10min。
附图说明
[0021]图1是用于翘曲测试的试样的顶视图。它包括与进行的测量相关的拐角的命名和对角线的长度。
[0022]图2是翘曲测量装置的侧视图。它包括与进行的测量相关的拐角的命名和翘曲高度。
[0023]图3显示了由3D打印立方体的侧壁测定的聚丙烯组合物(I)的表面质量(粗糙度)。
[0024]图4显示了由3D打印立方体的侧壁测定的对比材料1的表面质量(粗糙度)。
[0025]图5显示了由3D打印立方体的侧壁测定的对比材料2的表面质量(粗糙度)
具体实施方式
[0026]本专利技术的目的是包含丙烯聚合物组合物的可消耗细丝作为基于挤出的增材制造系统中的可消耗细丝的用途；其中丙烯聚合物组合物包含：
[0027]A)20wt％至60wt％、优选25wt％至52wt％、更优选31wt％至46wt％的多相丙烯共聚物；
[0028]B)5wt％至33wt％、优选8wt％至23wt％、更优选9wt％至18wt％的丙烯均聚物或共聚物，其中共聚物含有至多5wt％的选自乙烯、1
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丁烯、1
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己烯或1
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辛烯的α
‑
烯烃；
[0029]C)2wt％至15wt％、优选3wt％至10wt％的包含苯乙烯的弹性体嵌段共聚物；
[0030]D)4％至32％、优选6wt％至23wt％、更优选8wt％至18wt％的弹性体乙烯共聚物；
[0031]E)5wt％至50wt％、优选10wt％至35wt％、优选15wt％至29wt％、更优选18wt％至28wt％的作为填料的玻璃材料；
[0032]F)0.1wt％至5wt％、优选0.3wt％至3wt％、更优选0.5wt％至2wt％的增容剂；
[0033]其中组分A)、B)、C)、D)、E)和F)的量是指A)、B)、C)、D)、E)和F)的总重量，其总计为100％，并且其中根据ISO 1133
‑
2:2011在230℃和2.16kg的负荷下的熔体流动速率MFR至少为1.0g/10min；优选地，熔体流动速率为3g/10min至100g/10min。
[0034]本专利技术的另一个目的是一种使用基于挤出的增材制造系统生产制品的方法，包括挤出细丝形式的可流动构建材料，其中所述细丝包含上述丙烯聚合物组合物。
[0035]A)多相丙烯共聚物
[0036]多相丙烯共聚物是其中橡胶相(精细地)分散在基质即丙烯均聚物或共聚物中的共聚物。换句话说，橡胶相在基质中形成夹杂物。因此，基质含有非基质的部分的(精细地)分散的夹杂物，并且所述夹杂物含有橡胶相。根据本专利技术的术语“夹杂物(inclusion)”应优选地表示基质和夹杂物在多相体系内形成不同的相，所述夹杂物例如通过高分辨率显微镜(如电子显微镜或扫描力显微镜)可见。
[0037]多相丙烯乙烯含量的基质可以为丙烯均聚物或丙烯乙烯共聚物，该共聚物的乙烯含量至多10wt％、优选至多5wt％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.包含丙烯聚合物组合物的可消耗细丝作为基于挤出的增材制造系统中的可消耗细丝的用途，其中所述丙烯聚合物组合物包含：A)20wt％至60wt％的多相丙烯共聚物；B)5wt％至33wt％的丙烯均聚物或共聚物，其中共聚物含有至多5wt％的选自乙烯、1
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丁烯、1
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己烯或1
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辛烯的α
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烯烃；C)2wt％至15wt％的包含苯乙烯的弹性体嵌段共聚物；D)4wt％至32wt％的弹性体乙烯共聚物；E)5wt％至50wt％的作为填料的玻璃材料；以及F)0.1wt％至5wt％的增容剂；其中组分A)、B)、C)、D)、E)和F)的量是指A)、B)、C)、D)、E)和F)的总重量，其总计为100％，并且其中根据ISO 1133
‑
2:2011在230℃和2.16kg的负荷下的熔体流动速率MFR至少为1.0g/10min。2.根据权利要求1所述的可消耗细丝的用途，其中所述丙烯聚合物组合物包含：A)25wt％至52wt％的多相丙烯共聚物；B)8wt％至23wt％的丙烯均聚物或共聚物，其中共聚物含有至多5wt％的选自乙烯、1
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丁烯、1
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己烯或1
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辛烯的α
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烯烃；C)3wt％至10wt％的包含苯乙烯的弹性体嵌段共聚物；D)6wt％至23wt％的弹性体乙烯共聚物；E)10wt％至35wt％的作为填料的玻璃材料；以及F)0.3wt％至3wt％的增容剂。3.根据权利要求1或2所述的可消耗细丝的用途，其中组分A)是一种多相丙烯共聚物，其中橡胶相分散在基质中；其中
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所述基质为丙烯均聚物或乙烯含量至多为10wt％的丙烯乙烯共聚物；所述基质的25℃下二甲苯可溶级分低于10wt％；以及
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所述橡胶相为：(i)乙烯含量为15wt％至75wt％的丙烯乙烯共聚物；或(ii)乙烯含量为35wt％至70wt％的乙烯
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C4‑
C8α
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烯烃共聚物；或(iii)橡胶相为丙烯乙烯共聚物和乙烯
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C4‑
C8α
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烯烃共聚物的混合物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的可消耗细丝的用途，其中组分A)为多相丙烯共聚物，其中橡胶相(精细地)分散在所述基质中，其中所述基质相对于多相共聚物的总重量的范围为30wt％至...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：艾伯特路德维格斯弗赖堡大学，
类型：发明
国别省市：