[发明专利]增材制造组合物在审

专利信息
申请号: 201680075998.9 申请日: 2016-12-22
公开(公告)号: CN108431095A 公开(公告)日: 2018-08-21
发明(设计)人: 迈克尔·斯蒂芬·奇肖姆 申请(专利权)人: 璐彩特国际特殊聚合物和树脂有限公司
主分类号: C08J3/12 分类号: C08J3/12;C08F2/22;C08F6/18;C08F279/02;C08F279/06;C08F283/12;C08F265/06;B29C67/00;B33Y70/00;B33Y10/00;C08L33/04;C08L51/04;C08L51/08
代理公司: 北京安信方达知识产权代理有限公司 11262 代理人: 牟静芳;郑霞
地址: 英国*** 国省代码: 英国;GB
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摘要:
搜索关键词: 聚合物珠 抗冲改性 抗冲改性剂 三维产品 制造 悬浮聚合工艺 聚合物基质 聚合物颗粒 丙烯酸类 制造工艺 粉末床 乙烯基 制造盒 料斗 熔融 替换 生产
【说明书】:

描述了用于粉末床工艺的增材制造组合物。该组合物包含至少第一类型的抗冲改性的聚合物珠。聚合物珠包含a)丙烯酸类或乙烯基(共)聚合物基质,和b)抗冲改性剂;其中至少85%w/w的第一类型的抗冲改性的聚合物珠具有在≥20μm且≤200μm之间的粒度和/或其中所述抗冲改性的聚合物珠平均包含大于5%w/w的抗冲改性剂。还描述了用于生产三维产品的增材制造工艺,三维产品是增材制造的物品,其包括熔融抗冲改性的聚合物颗粒。描述了该组合物在增材制造中的用途、增材制造盒或替换料斗以及用于通过悬浮聚合工艺生产抗冲改性的聚合物珠的工艺。

发明涉及增材制造组合物(additive manufacturing composition)。更具体地,本发明涉及包含抗冲改性的聚合物珠的增材制造组合物。

增材制造(AM)(还被称为3D打印或快速原型法(rapid prototyping))是一种工艺,通过该工艺,数字3D设计数据被用于通过沉积诸如反应性液体、食品、淀粉、聚合物粉末、金属、石膏和其他无机粉末的材料来分层构建部件。

通常,AM技术利用了计算机、3D建模软件(被称为计算机辅助设计(CAD))、打印设备和分层材料的用途。在产生CAD草图之后,AM设备从CAD文件读取数据并且以逐层的方式铺设或添加诸如液体、粉末或片材的构建材料的连续的层,以制造3D物体。

利用聚合物粉末作为构建材料的主要AM技术是粉末结合(powder binding)、激光烧结和热烧结。

在粉末结合技术中,喷墨打印头移动跨过粉末的床,选择性地沉积液体结合材料,所述液体结合材料是用于聚合物颗粒的溶剂或快速固化的单体体系。在任一种情况下,聚合物颗粒被粘附在一起。然后将粉末的薄层铺展跨过完成的部分,并且重复该过程,其中每一层粘附到最后一层上。

热烧结通过使用热印头或红外热源向聚合物粉末的层施加热来工作。选择性加热的聚合物颗粒熔化并熔合在一起。当层完成时,构建平台向下移动,并且自动化的辊添加新的材料层,然后烧结该新的材料层以形成模型的下一个横截面。

激光烧结以类似的方式工作,除了使用高功率激光来选择性地加热聚合物颗粒之外。

激光烧结和热烧结相对于喷墨方法具有优势,因为它们不依赖于溶剂或单体粘合剂来将颗粒熔合在一起。因此,所得印刷部件的性能不受起源于溶剂或单体粘合剂的任何缺陷损害,所述缺陷例如增塑、气味、颜色、降低的机械性能等。

在这样的方法中使用的聚合物粉末应当具有良好的粉末流动特性,以允许粉末从料斗有效地分配到目标表面上。还合意的是,粉末产生具有良好机械性能和/或表面光洁度例如均匀粗糙度的印刷物品。

然而,已经发现,通过制造聚合物粉末的许多常用方法例如研磨聚合物小球而产生的不规则形状的聚合物颗粒导致较差的流动特性和不均匀的表面光洁度。此外,已经发现由诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)的聚合物制成的粉末具有不令人满意的机械性能。

先前改进粉末机械性能的尝试包括将抗冲改性剂与聚合物熔融复合(meltcompounding)。不幸地,这种方法产生的小球需要低温研磨,然后筛分和分级,然后它们才能被用于AM粉末床工艺(powder bed process),这是耗时且昂贵的。

因此,本发明的方面的目的是解决一个或更多个上述问题或其他问题。特别地,本发明的方面的目的是提供一种增材制造组合物,该增材制造组合物具有改进的粉末流动连同良好的机械性能和表面光洁度。

根据本发明的第一方面,提供了如本文要求保护的用于粉末床工艺的增材制造组合物。

有利地,已经发现抗冲改性的聚合物珠提供良好的粉末流动,并且此外,印刷物品在该物品的表面上具有足够的韧性和更均匀的粗糙度。

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