[发明专利]适用于通过激光烧结的快速原型制作的含氟聚合物粉末

说明书

本发明涉及具有改进的流动性的基于热塑性含氟聚合物粉末的组合物，特别是基于聚偏氟乙烯(PVDF)的组合物，其特别地适合用于通过3D激光烧结来制造部件。本发明还涉及使用所述组合物通过熔化或烧结而逐层团聚粉末的方法。本发明最后涉及通过实施所述方法获得的三维制品。

技术领域

本发明涉及具有改进的流动性的基于热塑性含氟聚合物粉末的组合物，尤其是基于聚(偏氟乙烯)(PVDF)的组合物，其更特别地适合用于通过3D激光烧结方法制造部件。本发明还涉及使用所述组合物通过熔化或烧结逐层使粉末团聚的方法。本发明最后涉及通过进行该方法获得的三维物体。

背景技术

通过熔化来使粉末团聚(下文称为“烧结”)是通过辐射获得的，例如激光束(激光烧结)，红外辐射，UV辐射，或任意使得可逐层熔化粉末来制造物体的电磁辐射源。激光束粉末烧结技术用来制造三维物体，比如原型物品或模型还有功能部件，特别是在机动车、航海、航空、航天、医学(假肢、听觉系统、细胞组织等)、纺织物、服装、时尚、装饰、电子产品外壳、电话、家庭自动化、计算或照明领域中。

将所关注的聚合物粉末薄层沉积在保持在加热至某一温度的腔室中的水平板上。激光提供使粉末层的对应于物体的几何形状的各点处的粉末颗粒融合所需的能量，例如使用存储了该物体的形状并且以切片(slices)的形式重现该形状的计算机。接着，将水平板降低对应于一个粉末层的厚度的值(例如0.05和2mm之间并且一般在0.1mm的量级)，然后沉积新的粉末层。使该粉末层处于下文中称作粉末床温度(或床温度)的温度。激光提供使对应于该物体的新切片的几何形状的粉末颗粒融合所需的能量，以此类推。重复该程序直到制造出整个物体。除了通过由激光提供的能量所引起的粉末颗粒融合之外，有必要使用使得颗粒彼此能够聚结并且使得层能够彼此良好附着/聚结的条件，以使所制造的物体的机械性质被最大化。

WO2007/133912描述了通过激光烧结由含氟聚合物粉末制造三维物体的方法。该方法中使用的含氟聚合物粉末包含基于偏氟乙烯或氯三氟乙烯的聚合物，并且可包括丙烯酸类或甲基丙烯酸类聚合物。其可含有最高达10重量％的添加剂，比如玻璃粉末。然而，没有提供显示所使用的粉末或获得的物体的性质的实施例。

此外，如Wei Huang等的公开物“Microstructure,mechanical,and biologicalproperties of porous poly(vinylidene fluoride)scaffolds fabricated byselective laser sintering”,International Journal of Polymer Science,Vol.2015,Article ID 132965中所描述地，烧结PVDF导致烧结部件的结晶度大幅下降，这是PVDF在激光的作用下降解的迹象。

Tarasova E等的公开物Layering laser-assisted sintering of functionalgraded porous PZT ceramoplasts,Phase Transitions,2013,vol.86,No.11,第1121-1129页描述了通过激光烧结制造PVDF-锆钛酸铅(PZT)复合部件以获得压电性质。其提及了PVDF在激光下变得至少部分交联的事实，这是其降解的迹象。

因此需要这样的含氟聚合物粉末，其具有适合用于激光烧结的性质，使得可获得质量良好的烧结部件，而不在烧结期间经历降解。

发明内容

本发明首先涉及包含热塑性含氟聚合物和流平剂(flow agent，助流剂)的呈粉末形式的组合物。

该含氟聚合物在其链中含有至少一种选自含有能够打开以聚合的乙烯基基团的化合物的单体，并且其含有直接附接至该乙烯基基团的至少一个氟原子、氟烷基基团或氟烷氧基基团。