[发明专利]包含热塑性聚氨酯、增塑剂和有机添加剂的烧结粉末(SP)

说明书

本发明涉及一种烧结粉末(SP)，其包含59.5‑99.85重量％的至少一种热塑性聚氨酯(A)、0.05‑0.5重量％的至少一种流动剂(B)、0.1‑5重量％的至少一种有机添加剂(C)、0‑5重量％的至少一种其他添加剂(D)和0‑30重量％的至少一种增强剂(E)，在每种情况下基于(A)、(B)、(C)、(D)和(E)的重量百分比的总和。此外，本发明涉及一种通过烧结烧结粉末(SP)而制备成型体的方法、一种可通过本发明的方法获得的成型体，以及至少一种流动剂(B)和至少一种有机添加剂(C)在烧结粉末(SP)中用于改善烧结粉末(SP)的流动性和聚结的用途。本发明进一步涉及烧结粉末(SP)在烧结方法中的用途，以及一种制备烧结粉末(SP)的方法。

本发明涉及一种烧结粉末(SP)，其包含59.5-99.85重量％的至少一种热塑性聚氨酯(A)、0.05-0.5重量％的至少一种流动剂(B)、0.1-5重量％的至少一种有机添加剂(C)、0-5重量％的至少一种其他添加剂(D)和0-30重量％的至少一种增强剂(E)，在每种情况下基于(A)、(B)、(C)、(D)和(E)的重量百分比的总和。本发明进一步涉及一种通过烧结烧结粉末(SP)而制备成型体的方法、一种可通过本发明的方法获得的成型体，以及至少一种流动剂(B)和至少一种有机添加剂(C)在烧结粉末(SP)中用于改善烧结粉末(SP)的流动性和聚结的用途。本发明进一步涉及烧结粉末(SP)在烧结方法中的用途，以及一种制备烧结粉末(SP)的方法。

快速提供原型是近年来经常遇到的问题。一种特别适合该“快速原型”的方法是选择性激光烧结(SLS)。这涉及将腔中的塑料粉末选择性暴露于激光束。粉末熔融；熔融颗粒聚结并再次凝固。重复施加塑料粉末并随后暴露于激光，可以对三维成型体进行建模。

专利说明书US 6136948和WO 96/06881详细描述了由粉状聚合物制备成型体的选择性激光烧结方法。

选择性激光烧结的进一步发展是高速烧结(HSS)，如EP 1 648 686所述，或HP的所谓多射流融合技术(MJF)。在高速烧结中，通过将红外吸收性油墨喷涂到待烧结的部件横截面上，然后用红外源曝光，与选择性激光烧结相比，实现了更高的加工速率。

烧结的另一种变型是选择性热烧结(SHS)方法，该方法使用传统热敏打印机的打印单元来选择性熔融塑料粉末。

在上述烧结方法中特别重要的是塑料粉末的流动性。这应该是最大值，以便塑料粉末具有良好的加工性。这是因为高流动性首先能够无缺陷地形成粉末层，其次改善塑料粉末的烧结特性，这提供了具有高质量的成型体，即良好的表面特性和高的组分密度。

相反，具有低流动性的塑料粉末在烧结方法中具有较差的加工性，并且用其制备的成型体通常显示出缺陷并且还具有较低的组分密度，这经常反映在机械性能中。此外，差的流动性可导致粉末投料的问题，在最坏的情况下会导致打印方法的终止。如S.Ziegelmeier等的文章“An experimental study into the effects of bulk and flowbehaviour of laser Sintering Polymer powders on resulting part properties”(Journal of Materials Processing Technology，2015，215，239)所述，特别地，由弹性或软材料制成的塑料粉末，例如热塑性聚氨酯(TPU)，具有降低的流动性。

因此，为了改善流动性，通常使用所谓的流动剂，也称为助流剂。流动剂通常是无机添加剂，例如硅酸盐、金属氧化物和矿物。

例如，US 6110411描述了一种烧结粉末，其包含聚醚酯弹性体和基于烧结粉末总重量为0.02-5重量％的流动剂。所用的流动剂例如为气相法二氧化硅。

US 2004/0204531描述了一种组合物，其包含88-99.99重量％的选自聚酰胺、聚酰胺衍生物及其混合物的聚合物和0.05-0.25重量％的助流剂。所述助流剂选自无机颜料和二氧化硅。