[发明专利]包含碳纳米材料-接枝-聚酰胺的球形颗粒及其生产方法和用途

说明书

本发明题为“包含碳纳米材料‑接枝‑聚酰胺的球形颗粒及其生产方法和用途”。形成高度球形碳纳米材料‑接枝‑聚酰胺(CNM‑g‑聚酰胺)聚合物颗粒的非限制性示例方法可以包括：在大于CNM‑g‑聚酰胺的聚酰胺和热塑性聚合物(当包含时)的熔点或软化温度的温度下并且以高至足以在载流体中分散CNM‑g‑聚酰胺的剪切速率混合混合物，所述混合物包含：(a)碳纳米材料‑接枝‑聚酰胺(CNM‑g‑聚酰胺)，其中所述CNM‑g‑聚酰胺颗粒包含：接枝到碳纳米材料的聚酰胺，(b)与CNM‑g‑聚酰胺的聚酰胺不混溶的载流体，任选地(c)未接枝到CNM的热塑性聚合物，以及任选地(d)乳液稳定剂；将混合物冷却至低于熔点或软化温度以形成CNM‑g‑聚酰胺颗粒；以及将所述CNM‑g‑聚酰胺颗粒从所述载流体分离。

技术领域

本公开涉及包含碳纳米材料-接枝-聚酰胺(CNM-g-聚酰胺)的高度球形颗粒。本公开还涉及此类颗粒的组成、合成方法和应用(在本文中也称为CNM-g-聚酰胺颗粒)。

背景技术

热塑性聚合物通常用于制造挤出物品，如膜、袋、颗粒和长丝。热塑性聚合物的一个示例为聚酰胺。聚酰胺如尼龙为灰白色的聚合物，其具有耐受高温或低温而不会丧失物理特性的能力。因此，由热塑性聚合物形成的物品诸如聚酰胺可用于苛刻应用中，如动力工具、汽车部件、齿轮和器具部件。三维(3D)打印(也称为增材制造)越来越多地用于产生此类物品。选择性激光烧结已经使得能够由多种材料直接制造高分辨率和尺寸精度的三维物品，所述多种材料包括聚苯乙烯、尼龙、其它塑料和复合材料，诸如聚合物涂覆的金属和陶瓷。

因为其流动特性、比其他聚合物更低的成本以及理想的烧结窗口，聚酰胺是增材制造中最常用的聚合物之一。然而，通过增材制造生产的物品中所需的物理特性可能超过聚酰胺的物理特性。扩展可以将聚酰胺-碳纳米材料复合物制造成物品的方法将进一步扩展聚合物复合物工业。

发明内容

本公开涉及包含CNM-g-聚酰胺的高度球形颗粒。本公开还涉及此类颗粒的组成、合成方法和应用(在本文中也称为CNM-g-聚酰胺颗粒)。

本文公开了选择性激光烧结的方法，所述方法包括：将CNM-g-聚酰胺颗粒任选地与其它热塑性聚合物颗粒组合沉积到表面上，其中所述CNM-g-聚酰胺颗粒包含接枝到碳纳米材料(CNM)的聚酰胺；并且在沉积之后，将所述CNM-g-聚酰胺颗粒的至少一部分暴露于激光，以熔合所述CNM-g-聚酰胺颗粒的聚合物颗粒并通过选择性激光烧结而形成固结体。

本文公开了包括以下的方法：在大于CNM-g-聚酰胺的聚酰胺和热塑性聚合物(当包含时)的熔点或软化温度的温度下并且以高至足以在载流体中分散CNM-g-聚酰胺的剪切速率混合混合物，所述混合物包含：(a)CNM-g-聚酰胺，其中所述CNM-g-聚酰胺包括：接枝到碳纳米材料的聚酰胺，(b)与CNM-g-聚酰胺的聚酰胺不混溶的载流体，任选地(c)未接枝到CNM的热塑性聚合物，以及任选地(d)乳液稳定剂；将混合物冷却至低于熔点或软化温度以形成CNM-g-聚酰胺颗粒；以及将所述CNM-g-聚酰胺颗粒从所述载流体分离。

附图说明

包括以下附图是为了示出实施方案的某些方面，并且不应被视为排他的实施方案。如受益于本公开的本领域技术人员将想到的，所公开的主题能够在形式和功能上实现相当大的修改、改变、组合和等同物。

附图是本公开的非限制性示例方法的流程图。

具体实施方式

本公开涉及包含碳纳米材料-接枝-聚酰胺(CNM-g-聚酰胺)的高度球形颗粒。本公开还涉及此类颗粒的组成、合成方法和应用(在本文中也称为CNM-g-聚酰胺颗粒)。

三维(3D)打印(也称为增材制造)是迅速发展的技术领域。尽管3D打印传统上一直用于快速原型活动，但是该技术越来越多地用于制备商业和工业物品，这些物品可能具有与快速原型完全不同的结构公差和机械公差。