用于低剪切熔融应用的共聚酯制造技术

本发明专利技术涉及聚酯组合物及其在低剪切制造工艺中的用途。更具体地说，本发明专利技术涉及聚酯组合物，该组合物具有从固体到可流动熔体的急剧转变，随温度陡峭变化的黏度曲线，导致在熔融温度以上以最小加热获得良好的流动，并具有最小的冷却要求。该聚酯在低剪切聚合物熔融工艺(例如旋转模塑、粉末搪塑、粉末涂敷和3D打印工艺)中具有特别的用途。聚酯由至少一种二羧酸、至少一种二羟基醇、至少一种多元醇和可选的多官能化酸、醇或酸酐支化剂组成。聚酯的搅炼曲线斜率为

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于低剪切熔融应用的共聚酯


[0001]本专利技术涉及聚酯组合物。更具体地说，本专利技术涉及聚酯组合物，该组合物具有从固体到可流动熔体的急剧转变，随温度陡峭变化的黏度曲线，导致在熔融温度以上以最小加热获得良好的流动，并具有最小的冷却要求。这种总体性能允许在低剪切聚合物熔融工艺(例如旋转模塑、粉末搪塑、粉末涂敷和3D打印工艺)中减少循环时间并提高生产效率。

技术介绍

[0002]一些聚合物熔体加工操作要求聚合物能够以非常低的剪切速率加工。这些包括用于增材制造的旋转模塑、粉末搪塑、粉末涂敷和粉末熔合工艺。这些技术在非常低至几乎为零的剪切速率下操作。施加于材料的任何剪切或功都是基于材料的流动特性，例如黏度和表面张力。向材料中加入很少的机械功来帮助模具填充或熔化阶段。大多数聚合物材料在低剪切工艺中不容易加工。因此，需要具有从固体到可流动熔体的急剧转变的聚酯，其具有随温度陡峭变化的黏度曲线，导致在熔融温度以上以最小加热获得良好的流动，并具有最小的冷却要求。这些要求在本专利技术的聚酯中得到满足。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的一个实施例，本公开提供了通过低剪切制造工艺制造制品的方法，包括在模具中熔化搅炼(puddling)曲线斜率为
‑
2至
‑
20的固体聚酯，将熔融聚酯分散到模具表面上，固化该聚酯以形成模制品，和从模具中取出模制品。
[0004]在本专利技术的另一个实施例中，聚酯包含：
[0005]a.至少一种二羧酸；
[0006]b.至少一种二羟基醇；
[0007]c.至少一种多元醇；以及
[0008]d.可选的多官能化酸、醇或酸酐支化剂；
[0009]其中所述聚酯的搅炼曲线斜率为
‑
2至
‑
20。
[0010]在本专利技术的另一个实施例中，聚酯包含以下残基：
[0011]a.环己烷二羧酸(CHDA)，和二甲基环己烷(DMCD)；
[0012]b.环己烷二甲醇(CHDM)，
[0013]c.聚四亚甲基醚二醇(PTMG)，和
[0014]d.偏苯三酸酐(TMA)
[0015]其中所述聚酯的搅炼曲线斜率为
‑
2至
‑
8。
[0016]在本专利技术的又一个实施例中，聚酯包含：
[0017]a.基于聚酯的总摩尔酸含量，99mol％
‑
100mol％的二酸，该二酸选自环己烷二羧酸(CHDA)、二甲基环己烷(DMCD)及其组合构成的组；
[0018]b.基于聚酯的总二醇含量，75mol％
‑
92mol％的环己烷二甲醇和8mol％
‑
25mol％的聚四亚甲基醚二醇；
[0019]c.可选地，基于聚酯的总摩尔酸含量，至多1mol％的支化剂，该支化剂选自甘油、季戊四醇、苯基二酐、偏苯三酸酐及其组合构成的组；并且
[0020]其中所述聚酯的搅炼曲线斜率为
‑
2至
‑
8。
[0021]在另一个实施例中，本专利技术包括涂覆表面的方法，其包括：
[0022]a.将粉末状固体聚酯铺展到表面上；
[0023]b.加热所述粉末状固体聚酯，以形成熔融聚酯涂层；和
[0024]c.冷却所述熔融聚酯涂层，以形成固体聚酯涂层；
[0025]其中所述聚酯的搅炼曲线斜率为
‑
2至
‑
20。
[0026]在另一个实施例中，本专利技术包括用于生产三维物体的增材制造方法，所述方法包括以下步骤：
[0027]a.将聚酯粉末构建材料层施加到目标表面上；
[0028]b.将电磁波能量导向至所述粉末，以形成烧结层；
[0029]c.固化所述烧结层；和
[0030]d.重复步骤(a)和(b)，以逐层的方式形成三维物体；
[0031]其中所述聚酯包含以下残基：
[0032]i.基于聚酯的总摩尔酸含量，99mol％
‑
100mol％的二酸，该二元酸选自环己烷二羧酸、二甲基环己烷二羧酸及其组合构成的组；
[0033]ii.基于聚酯的总二醇含量，75mol％
‑
92mol％的1,4
‑
环己烷二甲醇和8mol％
‑
25mol％的聚四亚甲基醚二醇；和
[0034]iii.可选地，基于聚酯的总摩尔酸含量，至多1mol％的支化剂，该支化剂选自甘油、季戊四醇、苯基二酐、偏苯三酸酐及其组合构成的组；并且
[0035]其中所述聚酯的搅炼曲线斜率为
‑
2至
‑
8。
[0036]在又一个实施例中，本专利技术包括用于低剪切聚合物熔融工艺的聚酯，其包含以下组分的残基：
[0037]a.基于聚酯的总摩尔酸含量，99mol％
‑
100mol％的二酸，该二元酸选自环己烷二羧酸、二甲基环己烷二羧酸及其组合构成的组；
[0038]b.基于聚酯的总二醇含量，75mol％
‑
92mol％的1,4
‑
环己烷二甲醇和8mol％
‑
25mol％的聚四亚甲基醚二醇；和
[0039]c.可选地，基于聚酯的总摩尔酸含量，至多1mol％的支化剂，该支化剂选自甘油、季戊四醇、苯基二酐、偏苯三酸酐及其组合构成的组；并且
[0040]其中所述聚酯的搅炼曲线斜率为
‑
2至
‑
8。
附图说明
[0041]图1是时间(秒)和温度(摄氏度)与平均像素强度的关系图，描绘了聚酯搅炼曲线。
具体实施方式
[0042]除非另有说明，否则说明书和权利要求书中使用的表示成分的量、性质如分子量、反应条件等的所有数字应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。除非有相反说明，否则以下说明书和所附权利要求书中阐述的数值参数是近似值，其可根据本专利技术寻求获得的期
望特性而变化。至少，每个数值参数应当根据所报告的有效数字的数值并通过应用普通的舍入技术来解释。此外，本公开和权利要求中所述的范围旨在具体地包括整个范围，而不仅仅是端点。例如，所述的0
‑
10的范围旨在公开0
‑
10之间的所有整数，例如1、2、3、4等，0
‑
10之间的所有小数，例如1.5、2.3、4.57、6.1113等，以及端点0和10。
[0043]尽管阐述本专利技术广泛范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实施例中阐述的数值是尽可能精确地报告的。但是，任何数值固有地包含了由它们各自的测试测量中存在的标准偏差所必然形成的某些误差。
[0044]如在说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括其复数指代，除非上下文另外明确指出。例如，提及“聚酯”、“二羧酸”、“残基”与“至少一种”或“一种或多种”聚酯、二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过低剪切制造工艺制造模制品的方法，包括：a.将固体聚酯置于具有模具表面的模具中；b.加热所述聚酯直至其变为熔融态；c.将所述熔融聚酯分散在所述模具表面上；d.固化所述熔融聚酯以形成固体模制品；和e.从所述模具中取出所述模制品；其中所述聚酯的搅炼曲线斜率为
‑
2至
‑
20。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚酯包含：a.至少一种二羧酸；b.至少一种二羟基醇；c.至少一种多元醇；以及d.可选的多官能化酸、醇或酸酐支化剂。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述二羧酸选自以下构成的组：六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、5
‑
降冰片烯
‑
2,3
‑
二羧酸酐、5
‑
降冰片烯
‑
2,3
‑
二羧酸、2,3
‑
降冰片烷二羧酸、2,3
‑
降冰片烷二羧酸酐、环己烷二羧酸、二甲基环己烷、己二酸、马来酸酐、马来酸、富马酸、衣康酸酐、衣康酸、柠康酸酐、柠康酸、十二烷二酸、琥珀酸、琥珀酸酐、戊二酸、癸二酸、壬二酸及其混合物。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述二羟基醇选自以下构成的组：2,2,4,4
‑
四烷基环丁烷
‑
1,3
‑
二醇；2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二醇；1,2环己烷二甲醇；1,3
‑
环己烷二甲醇；1,4环己烷二甲醇；2,2,4
‑
三甲基
‑
1,3
‑
戊二醇；羟基新戊酰羟基新戊酸酯；2
‑
甲基
‑
1,3
‑
丙二醇；2
‑
丁基
‑2‑
乙基
‑
1,3
‑
丙二醇；2
‑
乙基
‑2‑
异丁基
‑
1,3
‑
丙二醇；1,3
‑
丁二醇；1,4
‑
丁二醇；1,5
‑
戊二醇；1,6
‑
己二醇；2,2,4,4
‑
四甲基
‑
1,6
‑
己二醇；1,10
‑
癸二醇；1,4
‑
苯二甲醇；乙二醇；丙二醇；二甘醇；二丙二醇；三甘醇；和四甘醇。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述多元醇选自以下构成的组：聚四亚甲基醚二醇、聚乙二醇、聚丙二醇及其混合物。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述支化剂选自以下构成的组：1,1,1
‑
三羟甲基丙烷、1,1,1
‑
三羟甲基乙烷、甘油、季戊四醇、赤藓糖醇、苏糖醇、二季戊四醇、山梨糖醇、新戊二醇、苯基二酐、己二醇、偏苯三酸酐及其组合。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚酯包含以下残基：a.环己烷二羧酸和二甲基环己烷二羧酸；b.环己烷二甲醇，c.聚四亚甲基醚二醇和d.偏苯三酸酐；其中所述聚酯的搅炼曲线斜率为
‑
2至
‑
8。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述聚四亚甲基醚二醇的数均分子量为600
‑
5000。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚酯包含：a.基于所述聚酯的总摩尔酸含量，99mol％
‑
100mol％的二酸，所述二酸选自环己烷二羧酸、二甲基环己烷二羧酸及其组合构成的组；b.基于所述聚酯的总二醇含量，75mol％
‑
92mol％的1,4
‑
环己烷二甲醇和8mol％
‑
25mol％的聚四亚甲基醚二醇；和c.可选地，基于所述聚酯的总摩尔酸含量，至多1mol％的支化剂，所述支化剂选自甘油、季戊四醇、苯基二酐、偏苯三酸酐及其组合构成的组；并且其中所述聚酯的搅炼曲线斜率为
‑
2至
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8。10.一种涂覆表面的方法，包括：a.将粉末状固体聚酯铺展到表面上；b.加热所述粉末状固体聚酯，以形成熔融聚酯涂层；和c.冷却所述熔融聚酯涂层，以形成固体聚酯涂层；其中所述聚酯的搅炼曲线斜率为
‑
2至
‑
20。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述聚酯包含：a.至少一种二羧酸；b.至少一种二羟基醇；c.至少一种多元醇；以及d.可选的多官能化酸、醇或酸酐支化剂。12.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：