用于三维打印的热塑性粉状组合物制造技术

本公开涉及一种热塑性粉状组合物，包含(a)至少一种用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒；和(b)至少一种热塑性聚合物。本公开还涉及一种由该热塑性粉状组合物形成的3D打印物体和一种形成该3D打印物体的方法。该热塑性粉状组合物显示出良好的粉末流动性并且由所述热塑性粉状组合物得到的打印物体惊人地显示出高断裂伸长率、高冲击强度、良好的韧性和低表面粗糙度。面粗糙度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于三维打印的热塑性粉状组合物


[0001]本专利技术涉及一种用于三维打印的热塑性粉状组合物，还涉及一种由该热塑性粉状组合物形成的3D打印物体以及一种形成3D打印物体的方法。
[0002]背景
[0003]使用热塑性粉末的3D打印技术如选择性激光烧结(SLS)、多射流融合(MJF)和选择性热烧结(SHS)已用于快速原型制作和快速制造过程。为了对这些技术获得3D打印零件，通过热烧结热塑性粉末。3D打印零件的断裂伸长率和韧性总是较差，这成为3D打印方法的主要缺点。此外，热塑性粉末的良好粉末流动性对于该打印方法也是必要的，这导致良好的粉末逐层铺展。因此，强烈需要热塑性粉末具有良好粉末流动性以能够以SLS、MJF或SHS成功实施3D打印方法，同时具有良好的断裂伸长率和韧性。
[0004]专利技术概述
[0005]本专利技术的目的是提供一种包含用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒和热塑性聚合物的热塑性粉状组合物，其中该热塑性粉状组合物显示出良好的粉末流动性并且由所述热塑性粉状组合物得到的打印物体显示出高断裂伸长率、高冲击强度、良好的韧性和低表面粗糙度。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种由本专利技术的热塑性粉状组合物形成的3D打印物体。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种通过使用本专利技术的热塑性粉状组合物形成3D打印物体的方法。
[0008]惊人地发现上述目的可以通过下列实施方案实现：
[0009]1.一种热塑性粉状组合物，包含：
[0010](a)至少一种用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒；和
[0011](b)至少一种热塑性聚合物。
[0012]2.根据第1项的热塑性粉状组合物，其中该用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒具有15
‑
600m2/g或20
‑
400m2/g或20
‑
200m2/g的BET表面积。
[0013]3.根据第2项的热塑性粉状组合物，其中该用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒的平均初级粒度在5
‑
500nm，优选7
‑
400nm或10
‑
250nm范围内。
[0014]4.根据第1
‑
3项中任一项的热塑性粉状组合物，其中该用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒的量基于该热塑性粉状组合物的总重量在0.01
‑
10重量％，优选0.01
‑
5重量％，更优选0.04
‑
3重量％，尤其是0.08
‑
2重量％范围内。
[0015]5.根据第1
‑
4项中任一项的热塑性粉状组合物，其中该热塑性聚合物选自聚烯烃、烃树脂、衍生自乙烯基芳族单体的芳族均聚物和共聚物、含卤素的聚合物、衍生自α,β
‑
不饱和酸及其衍生物的聚合物、衍生自不饱和醇和胺或其酰基衍生物或缩醛的聚合物、环醚的均聚物和共聚物、聚缩醛、聚苯醚和聚苯硫醚、聚酰胺和共聚酰胺、聚脲、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚乙内酰脲、聚苯并咪唑、聚酯、聚酮、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚碳酸酯、聚氨酯和上述聚合物的共混物或混合物。
[0016]6.根据第1
‑
5项中任一项的热塑性粉状组合物，其中该热塑性聚合物选自聚酰胺
和共聚酰胺、聚烯烃、聚酯和聚氨酯以及上述聚合物的共混物或混合物。
[0017]7.根据第1
‑
6项中任一项的热塑性粉状组合物，其中该热塑性聚合物的平均粒度(D
50
)在0.1
‑
1000μm或0.1
‑
500μm或0.1
‑
300μm或0.1
‑
200μm范围内。
[0018]8.根据第1
‑
7项中任一项的热塑性粉状组合物，其中该热塑性聚合物的量基于该热塑性粉状组合物的总重量在30
‑
99.99重量％，优选50
‑
99.96重量％，更优选70
‑
99.92重量％范围内。
[0019]9.根据第1
‑
8项中任一项的热塑性粉状组合物，其中该热塑性粉状组合物基于该热塑性粉状组合物的总重量以0
‑
69重量％，优选0
‑
49重量％或0
‑
29重量％的量包含至少一种助剂。
[0020]10.一种由根据第1
‑
9项中任一项的热塑性粉状组合物形成的3D打印物体。
[0021]11.根据第10项的3D打印物体，其中该3D打印物体包括鞋底、外衣、布料、鞋类、玩具、垫子、轮胎、软管、手套和密封件。
[0022]12.一种形成3D打印物体的方法，包括使用根据第1
‑
9项中任一项的热塑性粉状组合物。
[0023]13.根据第12项的方法，其中该方法包括：
[0024]a)将根据第1
‑
9项中任一项的热塑性粉状组合物加入模制混合物中，以及b)通过将粉末选择性地结合来生产模制品。
[0025]14.根据第13项的方法，其中在步骤b)中生产的模制品通过一种通过将粉末的部分选择性相互结合而逐层构建三维物体的方法生产。
[0026]15.根据第13或14项的方法，其中该选择性结合包括选择性激光烧结、选择性抑制粉末结合、3D打印或微波工艺。
[0027]本专利技术的热塑性粉状组合物显示出良好的粉末流动性并且由所述热塑性粉状组合物得到的打印物体惊人地显示出高断裂伸长率、高冲击强度、良好的韧性和低表面粗糙度。
附图说明
[0028]图1显示了由实施例1a的热塑性粉状组合物制备的打印样品的图片。
[0029]图2显示了由实施例1b的热塑性粉状组合物制备的打印样品的图片。
[0030]图3显示了由实施例2b的热塑性粉状组合物制备的打印样品的图片。
[0031]本专利技术的实施方案
[0032]未定义的冠词“一个”、“一种”、“所述”是指由所述冠词后的术语指定的一种或多种物种。
[0033]在本公开的上下文中，可以将针对特征提及的任何特定值(包括作为端点在范围中提及的特定值)重新组合以形成新的范围。
[0034]本专利技术一方面涉及一种热塑性粉状组合物，包含：
[0035](a)至少一种用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒；和
[0036](b)至少一种热塑性聚合物。
[0037]根据本专利技术，该热塑性粉状组合物包含至少一种用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒作为组分(a)。
[0038]可以被处理以提供根据本专利技术用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒的二氧化硅颗粒可以选自二氧化硅、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、胶体二氧化硅及其混合物。
[0039]在优选实施方案中，二氧化硅颗粒是胶体二氧化硅颗粒。胶体二氧化硅颗粒通常是非聚集的单独离散颗粒，后者在形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热塑性粉状组合物，包含：(a)至少一种用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒；和(b)至少一种热塑性聚合物。2.根据权利要求1的热塑性粉状组合物，其中所述用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒具有15
‑
600m2/g或20
‑
400m2/g或20
‑
200m2/g的BET表面积。3.根据权利要求2的热塑性粉状组合物，其中所述用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒的平均初级粒度在5
‑
500nm，优选7
‑
400nm或10
‑
250nm范围内。4.根据权利要求1
‑
3中任一项的热塑性粉状组合物，其中所述用烷氧基硅烷处理的二氧化硅颗粒的量基于所述热塑性粉状组合物的总重量在0.01
‑
10重量％，优选0.01
‑
5重量％，更优选0.04
‑
3重量％，尤其是0.08
‑
2重量％范围内。5.根据权利要求1
‑
4中任一项的热塑性粉状组合物，其中所述热塑性聚合物选自聚烯烃、烃树脂、衍生自乙烯基芳族单体的芳族均聚物和共聚物、含卤素的聚合物、衍生自α,β
‑
不饱和酸及其衍生物的聚合物、衍生自不饱和醇和胺或其酰基衍生物或缩醛的聚合物、环醚的均聚物和共聚物、聚缩醛、聚苯醚和聚苯硫醚、聚酰胺和共聚酰胺、聚脲、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚乙内酰脲、聚苯并咪唑、聚酯、聚酮、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚碳酸酯、聚氨酯和上述聚合物的共混物或混合物。6.根据权利要求1
‑
5中任一项的热塑性粉状组合物，其中所述热塑性聚合物选自聚酰胺和共聚酰胺、聚烯烃、聚酯和聚氨酯以及上述聚合物的共混物或混合物。7.根据权利要求1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：范维铮，蔡治中，李燕升，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：