CN111448072A - 用于生产成型体的包含近红外反射体的烧结粉末 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产成型体的方法,其中在步骤i)中,提供尤其包含至少一种近红外反射体的烧结粉末(SP)的层,和在步骤ii)中,使步骤i)中提供的层曝光。本发明还涉及一种生产烧结粉末(SP)的方法和可通过这种方法获得的烧结粉末(SP),以及涉及近红外反射体在烧结粉末(SP)中的用途。本发明进一步涉及可通过本发明的方法获得的成型体。
Description
本发明涉及一种生产成型体的方法,其中在步骤i)中,提供尤其包含至少一种近红外反射体的烧结粉末(SP)的层,和在步骤ii)中,使步骤i)中提供的层曝光(exposed)。本发明进一步涉及一种生产烧结粉末(SP)的方法和可通过这种方法获得的烧结粉末(SP),以及涉及近红外反射体在烧结粉末(SP)中的用途。本发明还涉及可通过本发明的方法获得的成型体。
原型的快速提供是最近经常要解决的问题。特别适用于这种所谓的“快速原型法”的一种方法是选择性激光烧结(SLS)。这涉及在室中用激光束选择性照射塑料粉末。粉末熔融,熔融的粒子聚结并再固化。反复施加塑料粉末和随后用激光照射能够建模三维成型体。
用于由粉状聚合物生产成型体的选择性激光烧结法详细描述在专利说明书US 6,136,948和WO 96/06881中。
选择性激光烧结对生产相对大量的成型体而言通常太耗时,因此可使用高速烧结(HSS)或来自HP的“多射流熔融技术”(MJF)生产相对大量的成型体。在高速烧结中,通过将红外吸收墨水喷施到待烧结的组件横截面上,接着用红外线源曝光,与选择性激光烧结相比实现更高加工速度。
但是,高速烧结的缺点在于粉末不应在待烧结的成型体横截面外烧结,也不应粘在一起。因此,在生产中必须使用尽可能低的构建空间温度。其效果通常在于成型体在待烧结的成型体横截面中的熔融不好和/或造成高组件翘曲。
在选择性激光烧结中也常存在组件翘曲。如果在烧结粉末中除纯聚酰胺或另一纯半结晶聚合物外还存在其它组分,在选择性激光烧结操作中烧结粉末的烧结窗口常常减小。烧结窗口的减小常导致在通过选择性激光烧结生产过程中的成型体翘曲。这种翘曲几乎阻止了成型体的使用或进一步加工。甚至在成型体的生产过程中,翘曲如此严重以致不可能施加进一步的层并因此必须停止生产过程。
因此本发明的一个目的是提供一种生产成型体的方法,其仅在更低程度上(如果有的话)具有现有技术中描述的方法的上述缺点。该方法应该另外可以简单和便宜的方式进行。
通过一种生产成型体的方法实现这一目的,其包括步骤i)提供烧结粉末(SP)的层,所述烧结粉末包含下列组分:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种近红外反射体,
ii)使步骤i)中提供的烧结粉末(SP)的层曝光。
已经发现,令人惊讶地,在本发明的方法中,可使用比现有技术中描述的方法更高的构建空间温度,尤其是当本发明的方法是高速烧结法或多射流熔融法时。因此,与现有技术中描述的方法相比,在待烧结的横截面中的组分熔融更好并且翘曲明显降低。此外,根据本发明使用的烧结粉末(SP)具有良好的热氧化稳定性,这导致烧结粉末(SP)的良好可再用性,即良好的从构建空间再循环的能力。
更特别地,本发明的方法也很适合作为选择性激光烧结法,因为根据本发明使用的烧结粉末(SP)具有宽烧结窗口。
此外,本发明的方法提供具有良好机械性质,尤其是高模量和良好拉伸强度的成型体。
当所述至少一种近红外反射体是着色颜料或染料时,也获得均匀着色的成型体,甚至在它们生产后研磨和/或抛光时也保持它们的颜色。
当所述至少一种近红外反射体是黑色颜料时,在本发明的方法中获得特别深黑色的成型体。用现有技术中描述的烧结粉末(SP)通常只能困难地实现这种深黑色。
下面详细阐述本发明的方法。
步骤i)
在步骤i)中,提供烧结粉末(SP)的层。
可通过本领域技术人员已知的任何方法提供烧结粉末(SP)的层。通常,在构建空间中在构建平台上提供烧结粉末(SP)的层。任选地,可控制构建空间的温度。
构建空间具有例如比烧结粉末(SP)的熔点(TM)低1至100K(开尔文),优选5至50K,尤其优选10至25K的温度。
构建空间具有例如150至250℃,优选160至230℃,尤其优选170至210℃的温度。
可通过本领域技术人员已知的任何方法提供烧结粉末(SP)的层。例如,借助涂布棒或辊以要在构建空间中实现的厚度提供烧结粉末(SP)的层。
在步骤i)中提供的烧结粉末(SP)的层的厚度可为需要的。例如,其在50至300μm的范围内,优选在70至200μm的范围内,尤其优选在90至150μm的范围内。
烧结粉末(SP)
根据本发明,烧结粉末(SP)包含至少一种半结晶聚酰胺作为组分(A)、至少一种非晶聚酰胺作为组分(B)和至少一种近红外反射体作为组分(C)。
在本发明中,术语“组分(A)”和“至少一种半结晶聚酰胺”同义使用并因此具有相同含义。
这同样适用于术语“组分(B)”和“至少一种非晶聚酰胺”。这些术语在本发明中同样同义使用并因此具有相同含义。
相应地,术语“组分(C)”和“至少一种近红外反射体”在本发明中也同义使用并具有相同含义。
烧结粉末(SP)可包含任意所需量的组分(A)、(B)和(C)。
例如,烧结粉末(SP)包含50重量%至94.95重量%的组分(A)、5重量%至40重量%的组分(B)和0.05重量%至10重量%的组分(C),在每种情况下基于组分(A)、(B)和(C)的重量百分比总和计,优选基于烧结粉末(SP)的总重量计。
优选地,烧结粉末(SP)包含60重量%至94.9重量%的组分(A)、5重量%至30重量%的组分(B)和0.1重量%至8重量%的组分(C),在每种情况下基于组分(A)、(B)和(C)的重量百分比总和计,优选基于烧结粉末(SP)的总重量计。
最优选地,烧结粉末(SP)包含70重量%至91.9重量%的组分(A)、8重量%至25重量%的组分(B)和0.1重量%至5重量%的组分(C),在每种情况下基于组分(A)、(B)和(C)的重量百分比总和计,优选基于烧结粉末(SP)的总重量计。
本发明因此还提供其中烧结粉末(SP)包含50重量%至94.95重量%的组分(A)、5重量%至40重量%的组分(B)和0.05重量%至10重量%的组分(C)的方法,在每种情况下基于烧结粉末(SP)的总重量计。
烧结粉末(SP)可进一步包含至少一种添加剂。例如,所述至少一种添加剂选自抗成核剂、稳定剂、流动助剂和端基官能化剂。
合适的抗成核剂的一个实例是氯化锂。
合适的稳定剂是例如酚、亚磷酸酯和铜稳定剂。
合适的端基官能化剂是例如对苯二甲酸、己二酸和丙酸。
例如,烧结粉末(SP)包含0.1重量%至10重量%的所述至少一种添加剂,优选0.2重量%至5重量%,尤其优选0.3重量%至2.5重量%,在每种情况下基于烧结粉末(SP)的总重量计。
本发明因此还提供其中烧结粉末(SP)另外包含基于烧结粉末(SP)的总重量计0.1重量%至10重量%的选自抗成核剂、稳定剂和端基官能化剂的至少一种添加剂的方法。
优选地,烧结粉末(SP)还另外包含至少一种增强剂。
例如,烧结粉末(SP)包含5重量%至60重量%,优选10重量%至50重量%,尤其优选15重量%至40重量%的至少一种增强剂,在每种情况下基于烧结粉末(SP)的总重量计。
组分(A)、(B)和(C)和任选所述至少一种添加剂和所述至少一种增强剂的重量百分比通常合计为100重量%。
在本发明中,“至少一种增强剂”是指仅一种增强剂或两种或更多种增强剂的混合物。
在本发明中,增强剂被理解为是指与不含增强剂的成型体相比改进通过本发明的方法制成的成型体的机械性质的材料。
增强剂本身是本领域技术人员已知的。例如,所述至少一种增强剂可为球形形式、薄片形式或纤维形式。
优选地,所述至少一种增强剂为薄片形式或纤维形式。
“纤维增强剂”被理解为是指其中纤维增强剂的长度与纤维增强剂的直径的比率在2:1至40:1的范围内,优选在3:1至30:1的范围内,尤其优选在5:1至20:1的范围内的增强剂,其中通过显微术借助在灰化后的样品上的图像评估测定纤维增强剂的长度和纤维增强剂的直径,评估至少70 000份灰化后的纤维增强剂。
纤维增强剂的长度在这种情况下通常在5至1000μm的范围内,优选在10至600μm的范围内,尤其优选在20至500μm的范围内,借助显微术通过灰化后的图像评估测定。
直径在这种情况下例如在1至30μm的范围内,优选在2至20μm的范围内,尤其优选在5至15μm的范围内,借助显微术通过灰化后的图像评估测定。
在进一步优选的实施方案中,所述至少一种增强剂为薄片形式。在本发明中,“薄片形式”被理解为是指所述至少一种增强剂的粒子具有4:1至10:1的直径厚度比,借助显微术通过灰化后的图像评估测定。
合适的增强剂是本领域技术人员已知的并例如选自碳纳米管、碳纤维、硼纤维、玻璃纤维、玻璃珠、二氧化硅纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、铝硅酸盐、芳族聚酰胺纤维和聚酯纤维。
优选地,所述至少一种增强剂选自铝硅酸盐、玻璃纤维和碳纤维。
更优选地,所述至少一种增强剂选自玻璃纤维和碳纤维。这些增强剂可另外已氨基硅烷官能化。
合适的二氧化硅纤维是例如硅灰石。
合适的铝硅酸盐本身是本领域技术人员已知的。铝硅酸盐是指包含Al2O3和SiO2的化合物。就结构而言,铝硅酸盐的共同因素在于硅原子与氧原子四面体配位并且铝原子与氧原子八面体配位。铝硅酸盐可另外包含其它元素。
优选的铝硅酸盐是页硅酸盐。特别优选的铝硅酸盐是煅烧铝硅酸盐,尤其优选是煅烧页硅酸盐。铝硅酸盐可另外已氨基硅烷官能化。
如果所述至少一种增强剂是铝硅酸盐,该铝硅酸盐可以任何形式使用。例如,其可以纯铝硅酸盐的形式使用,但同样可以矿物形式使用铝硅酸盐。优选地,铝硅酸盐以矿物形式使用。合适的铝硅酸盐是例如长石、沸石、方钠石、硅线石、红柱石和高岭土。高岭土是优选的铝硅酸盐。
本发明因此还提供其中烧结粉末(SP)另外包含高岭土作为至少一种增强剂的方法。
高岭土是粘土岩之一并基本包含矿物高岭石。高岭石的经验式是Al2[(OH)4/Si2O5]。高岭石是页硅酸盐。除高岭石外,高岭土通常还包含其它化合物,例如二氧化钛、钠氧化物和铁氧化物。根据本发明优选的高岭土包含基于高岭土总重量计至少98重量%的高岭石。
烧结粉末(SP)包含粒子。这些粒子具有例如10至250μm,优选15至200μm,更优选20至120μm,尤其优选20至110μm的粒度。
本发明的烧结粉末(SP)具有例如
10至60μm的D10,
25至90μm的D50和
50至150μm的D90。
优选地,本发明的烧结粉末(SP)具有
20至50μm的D10,
40至80μm的D50和
80至125μm的D90。
本发明因此还提供一种方法,其中烧结粉末(SP)具有
10至60μm的D10,
25至90μm的D50和
50至150μm的D90。
在本发明中,“D10”被理解为是指基于粒子总体积计10体积%的粒子小于或等于D10且基于粒子总体积计90体积%的粒子大于D10的粒度。以此类推,“D50”被理解为是指基于粒子总体积计50体积%的粒子小于或等于D50且基于粒子总体积计50体积%的粒子大于D50的粒度。相应地,“D90”被理解为是指基于粒子总体积计90体积%的粒子小于或等于D90且基于粒子总体积计10体积%的粒子大于D90的粒度。
为了测定粒度,烧结粉末(SP)在干状态下使用压缩空气悬浮或悬浮在溶剂如水或乙醇中,并分析这种悬浮液。通过使用Malvern Mastersizer3000的激光衍射测定D10、D50和D90值。借助Fraunhofer衍射进行评估。
烧结粉末(SP)通常具有160至280℃的熔融温度(TM)。优选地,烧结粉末(SP)的熔融温度(TM)在170至265℃的范围内,尤其优选在175至245℃的范围内。
本发明因此还提供其中烧结粉末(SP)具有160至280℃的熔融温度(TM)的方法。
在本发明中借助差示扫描量热法(DSC)测定熔融温度(TM)。通常,测量加热程序(heating run(H))和冷却程序(cooling run(K)),各自以20K/min的加热速率/冷却速率。这提供如例如图1中所示的DSC图。熔融温度(TM)则被理解为是指DSC图的加热程序(H)的熔融峰具有最大值时的温度。
烧结粉末(SP)通常还具有120至250℃的结晶温度(TC)。优选地,烧结粉末(SP)的结晶温度(TC)在130至240℃的范围内,尤其优选在140至235℃的范围内。
本发明因此还提供其中烧结粉末(SP)具有120至250℃的结晶温度(TC)的方法。
在本发明中借助差示扫描量热法(DSC)测定结晶温度(TC)。这通常涉及测量加热程序(H)和冷却程序(K),各自以20K/min的加热速率/冷却速率。这提供如例如图1中所示的DSC图。结晶温度(TC)因此是DSC曲线的结晶峰的最小值时的温度。
烧结粉末(SP)通常还具有烧结窗口(WSP)。烧结窗口(WSP)如下所述是熔融起始温度(TM 起始)和结晶起始温度(TC 起始)之差。如下所述测定熔融起始温度(TM 起始)和结晶起始温度(TC 起始)。
烧结粉末(SP)的烧结窗口(WSP)例如在10至40K(开尔文)的范围内,更优选在15至35K的范围内,尤其优选在18至30K的范围内。
烧结粉末(SP)优选反射具有在近红外区的波长的辐射。近红外区的波长通常在780nm至2.5μm的范围内。
烧结粉末(SP)优选在20%至95%的程度上,更优选在25%至93%的程度上,尤其优选在30%至91%的程度上反射具有在780nm至2.5μm范围内的波长的辐射。
用具有150mm Ulbricht球的PerkinElmer UV/VIS/NIR Lambda 950分光光度计测定烧结粉末(SP)的反射。所用参考是来自Labsphere的Spectralon白板标准。
烧结粉末(SP)可通过本领域技术人员已知的任何方法生产。例如,组分(A)、(B)和(C)和任选所述至少一种添加剂和所述至少一种增强剂可与彼此一起研磨。
研磨可通过本领域技术人员已知的任何方法进行;例如,将组分(A)、(B)和(C)和任选所述至少一种添加剂和所述至少一种增强剂引入磨机并在其中研磨。
合适的磨机包括本领域技术人员已知的所有磨机,例如分级磨机、对向射流磨机(opposed jet mills)、锤磨机、球磨机、振动磨机或转子磨机。
磨机中的研磨同样可通过本领域技术人员已知的任何方法实施。例如,研磨可在惰性气体下和/或在用液氮冷却的同时进行。用液氮冷却是优选的。研磨中的温度为需要的;优选在液氮的温度下进行研磨。在研磨过程中的组分温度在这种情况下例如在-40至-30℃的范围内。
优选地,首先将组分互相混合,然后研磨。生产烧结粉末(SP)的方法在这种情况下优选包括步骤
a)混合下列组分:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种近红外反射体,
b)研磨在步骤a)中获得的混合物以获得烧结粉末(SP)。
本发明因此还提供一种生产烧结粉末(SP)的方法,其包括步骤
a)混合下列组分:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种近红外反射体,
b)研磨在步骤a)中获得的混合物以获得烧结粉末(SP)。
在进一步优选的实施方案中,生产烧结粉末(SP)的方法包括下列步骤:
ai)混合下列组分:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种矿物阻燃剂,
bi)研磨在步骤ai)中获得的混合物以获得聚酰胺,
bii)将在步骤bi)中获得的聚酰胺粉末与流动助剂混合以获得烧结粉末(SP)。
如果烧结粉末(SP)包含流动助剂,其优选在工艺步骤bii)中添加。在一个实施方案中,烧结粉末(SP)包含0.1重量%至1重量%,优选0.2重量%至0.8重量%,更优选0.3重量%至0.6重量%的流动助剂,在每种情况下基于烧结粉末(SP)和流动助剂的总重量计。
本发明因此还进一步提供其中步骤b)包括下列步骤的方法:
bi)研磨在步骤a)中获得的混合物以获得聚酰胺粉末,
bii)将在步骤bi)中获得的聚酰胺粉末与流动助剂混合以获得烧结粉末(SP)。
步骤a)中的配混(混合)方法本身是本领域技术人员已知的。例如,可在挤出机中,尤其优选在双螺杆挤出机中实施混合。
本发明因此还提供一种生产烧结粉末(SP)的方法,其中在步骤a)中在双螺杆挤出机中混合组分。
就步骤b)中的研磨而言,关于研磨的上述细节和优选项相应地适用。
本发明因此还进一步提供可通过本发明的方法获得的烧结粉末(SP)。
在本发明的一个实施方案中,烧结粉末(SP)中的组分(C)已被组分(A)和/或组分(B)涂布。
本发明因此还提供其中烧结粉末(SP)中的组分(C)已被组分(A)和/或组分(B)涂布的方法。
当组分(A)、(B)和(C)首先与彼此配混时,当通过包括上述步骤a)和b)的方法制成烧结粉末(SP)时,组分(C)通常已被组分(A)和/或组分(B)涂布。
在本发明的进一步实施方案中,烧结粉末(SP)为混合物形式。换言之,在这一实施方案中,组分(C)存在于组分(A)和(B)中。
组分(C)在这种情况下通常与组分(A)和(B)一起存在。当通过组分(A)、(B)和(C)与彼此一起研磨而没有预先配混制成烧结粉末(SP)时,组分(C)通常与组分(A)和(B)一起存在。
本发明因此还提供其中烧结粉末(SP)为混合物形式的方法。
要认识到,组分(C)的一部分已被组分(A)和/或组分(B)涂布且组分(C)的另一部分尚未被组分(A)和/或组分(B)涂布也是可以的。
组分(A)
根据本发明,组分(A)是至少一种半结晶聚酰胺。
在本发明中,“至少一种半结晶聚酰胺”是指仅一种半结晶聚酰胺或两种或更多种半结晶聚酰胺的混合物。
“半结晶”在本发明中是指聚酰胺具有大于45J/g,优选大于50J/g,尤其优选大于55J/g的熔化焓ΔH2(A),在每种情况下借助根据ISO 11357-4:2014的差示扫描量热法(DSC)测量。
本发明的所述至少一种半结晶聚酰胺(A)因此通常具有大于45J/g,优选大于50J/g,尤其优选大于55J/g的熔化焓ΔH2(A),在每种情况下借助根据ISO 11357-4:2014的差示扫描量热法(DSC)测量。
本发明的所述至少一种半结晶聚酰胺(A)通常具有小于200J/g,优选小于150J/g,尤其优选小于100J/g的熔化焓ΔH2(A),在每种情况下借助根据ISO 11357-4:2014的差示扫描量热法(DSC)测量。
合适的半结晶聚酰胺(A)通常具有90至350mL/g,优选100至275mL/g,尤其优选110至250mL/g的粘度值(VN(A)),在96重量%硫酸的0.5重量%溶液中在25℃下测定,根据ISO307:2013-8测量。
本发明因此还提供其中组分(A)具有在组分(A)在96重量%硫酸中的0.5重量%溶液中在25℃下测定的90至350mL/g的粘度值(VN(A))的方法。
本发明的组分(A)通常具有熔融温度(TM(A))。优选地,组分(A)的熔融温度(TM(A))在170至280℃的范围内,更优选在180至265℃的范围内,尤其优选在185至245℃的范围内,根据ISO 11357-3:2014测定。
本发明因此还提供其中组分(A)具有熔融温度(TM(A))的方法,其中所述熔融温度(TM(A))在170至280℃的范围内。
合适的组分(A)具有500至2000000g/mol,优选10000至90000g/mol,尤其优选20000至70000g/mol的重均分子量(MW(A))。根据Chi-san Wu“Handbook of size exclusionchromatography and related techniques”,第19页借助SEC-MALLS(尺寸排阻色谱法-多角度激光散射)测定重均分子量(MW(A))。
例如衍生自具有4至12个环成员的内酰胺的半结晶聚酰胺(A)适合作为所述至少一种半结晶聚酰胺(A)。通过二元羧酸与二胺的反应获得的半结晶聚酰胺(A)也是合适的。衍生自内酰胺的至少一种半结晶聚酰胺(A)的实例包括衍生自聚己内酰胺、聚辛内酰胺和/或聚十二内酰胺的聚酰胺。
如果至少使用可由二元羧酸和二胺获得的半结晶聚酰胺(A),所用二元羧酸可以是具有6至12个碳原子的链烷二元羧酸。芳族二元羧酸也是合适的。
二元羧酸的实例在此包括己二酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二甲酸。
合适的二胺的实例包括具有4至12个碳原子的链烷二胺和芳族或环状二胺,例如间苯二甲胺、二(4-氨基苯基)甲烷、二(4-氨基环己基)甲烷、2,2-二(4-氨基苯基)丙烷或2,2-二(4-氨基环己基)丙烷。
优选的组分(A)是聚己内酰胺(尼龙-6)和尼龙-6/6,6共聚酰胺。尼龙-6/6,6共聚酰胺优选具有基于尼龙-6/6,6共聚酰胺的总重量计5重量%至95重量%的比例的己内酰胺单元。
可通过两种或更多种上文和下文提到的单体的共聚获得的聚酰胺或多种聚酰胺在任意所需混合比下的混合物也适合作为至少一种半结晶聚酰胺(P)。特别优选的是尼龙-6与其它聚酰胺的混合物,尤其是尼龙-6/6,6共聚酰胺。
下列非全面名单包含上文提到的聚酰胺和其它合适的半结晶聚酰胺(A)和存在的单体。
AB聚合物:
AA/BB聚合物:
优选地,组分(A)选自PA 4、PA 6、PA 7、PA 8、PA 9、PA 11、PA 12、PA 46、PA 66、PA69、PA 6.10、PA 6.12、PA 6.13、PA6/6.36、PA 12.12、PA 13.13、PA 6T、PA 6T/6、PA MXD6、PA 6/66、PA 6/12和这些的共聚酰胺。
本发明因此还提供其中组分(A)选自PA 4、PA 6、PA 7、PA 8、PA 9、PA 11、PA 12、PA 46、PA 66、PA 69、PA 6.10、PA 6.12、PA 6.13、PA 6/6.36、PA 12.12、PA 13.13、PA 6T、PA6T/6、PA MXD6、PA 6/66、PA 6/12和这些的共聚酰胺的方法。
更优选地,组分(A)选自尼龙-6、尼龙-6/6,6、尼龙-6,10和尼龙-6,6。
最优选地,组分(A)选自尼龙-6和尼龙-6/6,6。
组分(B)
组分(B)是至少一种非晶聚酰胺。
在本发明中,“至少一种非晶聚酰胺”是指仅一种非晶聚酰胺或两种或更多种非晶聚酰胺的混合物。
“非晶”在本发明中是指该聚酰胺在根据ISO 11357测得的差示扫描量热法(DSC)中没有任何熔点。
“没有任何熔点”是指非晶聚酰胺的熔化焓ΔH2(B)小于10J/g,优选小于8J/g,尤其优选小于5J/g,在每种情况下借助根据ISO 11357-4:2014的差示扫描量热法(DSC)测量。
本发明的所述至少一种非晶聚酰胺(B)因此通常具有小于10J/g,优选小于8J/g,尤其优选小于5J/g的熔化焓ΔH2(B),在每种情况下借助根据ISO 11357-4:2014的差示扫描量热法(DSC)测量。
合适的非晶聚酰胺通常具有60至200mL/g,优选70至150mL/g,尤其优选75至125mL/g的粘度值(VN(B)),根据ISO 307:2013-08在组分(B)在96重量%硫酸中的0.5重量%溶液中在25℃下测定。
本发明的组分(B)通常具有玻璃化转变温度(TG(B)),其中玻璃化转变温度(TG(B))通常在100至180℃的范围内,优选在110至160℃的范围内,尤其优选在120至155℃的范围内,借助ISO 11357-2:2014测定。
合适的组分(B)具有5000至35 000g/mol,优选10 000至30 000g/mol,尤其优选15000至25 000g/mol的重均分子量(MW(B))。根据Chi-san Wu,“Handbook of size exclusionchromatography and related techniques”,第19页借助SEC-MALLS(尺寸排阻色谱法-多角度激光散射)测定重均分子量。
优选地,组分(B)是非晶半芳族聚酰胺。这种类型的非晶半芳族聚酰胺是本领域技术人员已知的并且例如选自PA 6I/6T、PA 6I和PA 6/3T。
本发明因此还提供其中组分(B)选自PA 6I/6T、PA 6I和PA 6/3T的方法。
当使用聚酰胺6I/6T作为组分(B)时,这可包含任意所需比例的6I和6T结构单元。优选地,6I结构单元与6T结构单元的摩尔比在1:1至3:1的范围内,更优选在1.5:1至2.5:1的范围内,尤其优选在1.8:1至2.3:1的范围内。
组分(B)的MVR(275℃/5kg)(熔体体积流动速率)优选在50mL/10min至150mL/10min的范围内,更优选在95mL/10min至105mL/10min的范围内。
组分(B)的零剪切速率粘度η0例如在770至3250Pas的范围内。用来自TAInstruments的“DHR-1”旋转粘度计和具有25mm的直径和1mm的板间距的板-板几何测定零剪切速率粘度η0。组分(B)的非平衡样品在减压下在80℃下干燥7天,然后用具有500至0.5rad/s的角频率范围的时间相关频率扫描(序列测试)分析这些。使用下列附加的分析参数:变形:1.0%、分析温度:240℃、分析时间:20min、在样品制备后的预热时间:1.5min。
组分(B)具有优选在30至45mmol/kg的范围内,尤其优选在35至42mmol/kg的范围内的氨基端基浓度(AEG)。
为了测定氨基端基浓度(AEG),将1克组分(B)溶解在30毫升苯酚/甲醇混合物(苯酚:甲醇的体积比75:25)中,然后用0.2N盐酸/水施以电位滴定。
组分(B)具有优选在60至155mmol/kg的范围内,尤其优选在80至135mmol/kg的范围内的羧基端基浓度(CEG)。
为了测定羧基端基浓度(CEG),将1克组分(B)溶解在30毫升苄醇中。此后用0.05N氢氧化钾水溶液在120℃下目视滴定。
组分(C)
根据本发明,组分(C)是至少一种近红外反射体。
在本发明中,“至少一种近红外反射体”是指仅一种近红外反射体或两种或更多种近红外反射体的混合物。
在本发明中,近红外反射体被理解为是指反射具有在近红外区的辐射的波长的化合物。
近红外的波长通常在780nm至2.5μm的范围内。
组分(C)优选在至少60%的程度上,更优选在至少65%的程度上,尤其优选在至少70%的程度上反射这种辐射。
组分(C)优选在50%至99%的程度上,优选在50%至95%的程度上,尤其在55%至92%的程度上反射具有在780nm至2.5μm的范围内的波长的辐射。
本发明因此还提供其中组分(C)在至少60%的程度上反射具有在780nm至2.5μm范围内的波长的辐射的方法。
用具有150mm Ulbricht球的PerkinElmer UV/VIS/NIR Lambda 950分光光度计测定反射。所用参考是来自Labsphere的Spectralon白板标准。
合适的组分(C)是本领域技术人员已知的所有近红外反射体。优选的是近红外反射颜料。特别优选的是近红外反射性黑色颜料。
显然,组分(C)不同于烧结粉末(SP)中存在的任何至少一种添加剂和所述至少一种增强剂。
优选地,烧结粉末(SP)不含除组分(C)外的任何在至少60%的程度上,更优选在至少65%的程度上,尤其优选在至少70%的程度上反射具有在780nm至2.5μm范围内的波长的辐射的组分。
更优选地,烧结粉末(SP)不含除组分(C)外的任何在55%至92.5%的程度上,优选在50%至95%的程度上,尤其优选在50%至99%的程度上反射具有在780nm至2.5μm范围内的波长的辐射的组分。
在本发明中,近红外反射颜料被理解为是指反射具有在近红外区的波长的辐射并且不溶于组分(A)和(B)的着色剂。
本发明因此还提供其中组分(C)选自近红外反射颜料的方法。
合适的近红外反射颜料是例如铁铬氧化物、钛氧化物、苝染料或铝颜料。
合适的近红外反射性黑色颜料是例如铁铬氧化物或苝染料。
优选的近红外反射体选自铁铬氧化物和苝染料。
组分(C)优选不是炭黑。组分(C)更优选不是高岭土。
本发明因此还提供其中组分(C)不含炭黑的方法。
本发明还进一步提供其中组分(C)不含高岭土的方法。
步骤ii)
在步骤ii)中,使步骤i)中提供的烧结粉末(SP)的层曝光。
在曝光时,烧结粉末(SP)层的至少一部分熔融。熔融的烧结粉末(SP)聚结并形成均质熔体。在曝光后,烧结粉末(SP)层的熔融部分再冷却并且均质熔体再固化。
合适的曝光方法包括本领域技术人员已知的所有方法。优选地,步骤ii)中的曝光用辐射源实施。辐射源优选选自红外线源和激光器。尤其优选的红外线源是近红外线源。
本发明因此还提供其中步骤ii)中的曝光用选自激光器和红外线源的辐射源实施的方法。
合适的激光器是本领域技术人员已知的并且例如是纤维激光器、Nd:YAG激光器(钕掺杂的钇铝石榴石激光器)或二氧化碳激光器。
如果在步骤ii)中的曝光中使用的辐射源是激光器,通常使在步骤i)中提供的烧结粉末(SP)的层局部和短暂暴露于激光束。这选择性地仅熔融已暴露于激光束的烧结粉末(SP)部分。如果在步骤ii)中使用激光器,本发明的方法也被称为选择性激光烧结。选择性激光烧结本身是本领域技术人员已知的。
如果在步骤ii)中的曝光中使用的辐射源是红外线源,尤其是近红外线源,该辐射源发射的波长通常在780nm至1000μm的范围内,优选在780nm至50μm的范围内,尤其在780nm至2.5μm的范围内。
在这种情况下,在步骤ii)中的曝光中,通常使整个烧结粉末(SP)层曝光。为了只有烧结粉末(SP)的所需区域在曝光中熔融,通常将红外吸收墨水(IR吸收墨水)施加到要熔融的区域。
生产成型体的方法在这种情况下优选在步骤i)和步骤ii)之间包括步骤i-1)将至少一种红外吸收墨水施加到步骤i)中提供的烧结粉末(SP)层的至少一部分上。
本发明因此还提供其中在步骤i)和步骤ii)之间进行下列步骤的方法:
i-1)将至少一种红外吸收墨水施加到步骤i)中提供的烧结粉末(SP)层的至少一部分上。
本发明因此还进一步提供一种生产成型体的方法,其包括步骤i)提供烧结粉末(SP)的层,所述烧结粉末包含下列组分:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种近红外反射体,
i-1)将至少一种红外吸收墨水施加到步骤i)中提供的烧结粉末(SP)层的至少一部分上,
ii)使步骤i)中提供的烧结粉末(SP)的层曝光。
合适的红外吸收墨水是本领域技术人员已知的所有红外吸收墨水,尤其是本领域技术人员已知用于高速烧结的红外吸收墨水。
红外吸收墨水通常包含至少一种吸收红外辐射,优选NIR辐射(近红外辐射)的吸收剂。在步骤ii)中的烧结粉末(SP)层的曝光中,通过红外吸收墨水中存在的红外吸收剂吸收红外辐射,优选NIR辐射导致选择性加热烧结粉末(SP)层的已施加有红外吸收墨水的部分。
红外吸收墨水除所述至少一种吸收剂外还可包含载液。合适的载液是本领域技术人员已知的并且是例如油或溶剂。
所述至少一种吸收剂可溶解或分散在载液中。
如果步骤ii)中的曝光用选自红外线源的辐射源实施并且如果进行步骤i-1),本发明的方法也被称为高速烧结或多射流熔融法。这些方法本身是本领域技术人员已知的。
在步骤ii)之后,通常将烧结粉末(SP)层下降在步骤i)中提供的烧结粉末(SP)层的层厚度并施加另一烧结粉末(SP)层。这随后再次在步骤ii)中曝光。
这首先将烧结粉末(SP)上层结合到烧结粉末(SP)下层;此外,上层内的烧结粉末(SP)粒子通过熔结互相粘合。
在本发明的方法中,因此可重复步骤i)和ii)和任选i-1)。
通过重复粉末床的下降、烧结粉末(SP)的施加和烧结粉末(SP)的曝光和因此熔融,制成三维成型体。可生产也具有例如空腔的成型体。附加载体材料是不必要的,因为未熔融的烧结粉末(SP)本身充当载体材料。
本发明因此还进一步提供可通过本发明的方法获得的成型体。
在本发明的方法中特别有意义的是烧结粉末(SP)的熔程,被称为烧结粉末(SP)的烧结窗口(WSP)。
可以通过例如差示扫描量热法(DSC)测定烧结粉末(SP)的烧结窗口(WSP)。
在差示扫描量热法中,随时间经过线性改变样品即在本情况中烧结粉末(SP)的样品的温度和参考物的温度。为此,向样品和参考物供热/从中除热。测定使样品保持在与参考物相同的温度所必需的热量Q。向参考物供应/从参考物中除去的热量QR充当参考值。
如果样品经过吸热相变,必须供应额外热量Q以使样品保持在与参考物相同的温度。如果发生放热相变,必须除去热量Q以使样品保持在与参考物相同的温度。该测量提供DSC图,其中对照温度T绘制向样品供应/从样品中除去的热量Q。
测量通常涉及最初进行加热程序(H),即以线性方式加热样品和参考物。在样品熔融(固相/液相转变)过程中,必须供应额外热量Q以使样品保持在与参考物相同的温度。在DSC图中,随后观察被称为熔融峰的峰。
在加热程序(H)后,通常测量冷却程序(C)。这涉及线性冷却样品和参考物,即从样品和参考物中除热。在样品结晶/固化(液相/固相转变)过程中,必须除去更大热量Q以使样品保持在与参考物相同的温度,因为在结晶/固化过程中释放热。在冷却程序(C)的DSC图中,随后在与熔融峰相反的方向上观察被称为结晶峰的峰。
在本发明中,在加热程序过程中的加热通常以20K/min的加热速率进行。在本发明中,在冷却程序过程中的冷却通常以20K/min的冷却速率进行。
包含加热程序(H)和冷却程序(C)的DSC图例如描绘在图1中。DSC图可用于测定熔融起始温度(TM 起始)和结晶起始温度(TC 起始)。
为了测定熔融起始温度(TM 起始),对着在低于熔融峰的温度下的加热程序(H)的基线绘制切线。对着在熔融峰最大值的温度以下的温度的熔融峰的第一拐点绘制第二切线。外推这两个切线直至它们相交。交点垂直外推到温度轴指示熔融起始温度(TM 起始)。
为了测定结晶起始温度(TC 起始),对着在高于结晶峰的温度下的冷却程序(C)的基线绘制切线。对着在结晶峰最小值的温度以上的温度的结晶峰的拐点绘制第二切线。外推这两个切线直至它们相交。交点垂直外推到温度轴指示结晶起始温度(TC 起始)。
烧结窗口(W)由熔融起始温度(TM 起始)和结晶起始温度(TC 起始)之差得出。因此:
W=TM 起始–TC 起始。
在本发明中,术语“烧结窗口(WSP)”、“烧结窗口(WSP)的大小”和“熔融起始温度(TM 起始)和结晶起始温度(TC 起始)之差”具有相同含义并同义使用。
本发明的烧结粉末(SP)特别适用于烧结法。
本发明因此还提供包含下列组分的烧结粉末(SP)在烧结法中的用途:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种近红外反射体。
成型体
本发明的方法提供成型体。可在步骤ii)中曝光后熔融的烧结粉末(SP)固化后直接从粉末床中移除成型体。同样可首先冷却成型体并且仅在此后才将其从粉末床中移除。可以通过已知方法从表面机械除去尚未熔融的烧结粉末的任何附着粒子。表面处理成型体的方法包括例如振动研磨或滚筒抛光,以及喷砂处理、玻璃珠喷砂或微珠喷砂。
也可对所得成型体施以进一步加工或例如处理表面。
本发明因此进一步提供可通过本发明的方法获得的成型体。
所得成型体通常包含50重量%至94.95重量%的组分(A)、5重量%至40重量%的组分(B)和0.05重量%至10重量%的组分(C),在每种情况下基于成型体的总重量计。
优选地,成型体包含60重量%至94.9重量%的组分(A)、5重量%至30重量%的组分(B)和0.1重量%至8重量%的组分(C),在每种情况下基于成型体的总重量计。
最优选地,成型体包含70重量%至91.9重量%的组分(A)、8重量%至25重量%的组分(B)和0.1重量%至5重量%的组分(C),在每种情况下基于成型体的总重量计。
根据本发明,组分(A)是烧结粉末(SP)中存在的组分(A)。组分(B)同样是烧结粉末(SP)中存在的组分(B),且组分(C)同样是烧结粉末(SP)中存在的组分(C)。
如果烧结粉末(SP)包含所述至少一种添加剂和/或所述至少一种增强剂,根据本发明获得的的成型体通常还包含所述至少一种添加剂和/或所述至少一种增强剂。
如果已进行步骤i-1),成型体可另外包含红外吸收墨水。
本领域技术人员清楚的是,由于烧结粉末(SP)的曝光,组分(A)、(B)和(C)和任何至少一种添加剂和所述至少一种增强剂可发生化学反应并因此改变。这样的反应是本领域技术人员已知的。
优选地,组分(A)、(B)和(C)和任何至少一种添加剂和所述至少一种增强剂在步骤ii)中曝光时不发生任何化学反应;相反,烧结粉末(SP)仅熔融。
近红外反射体(组分(C))在烧结粉末中的使用降低在由烧结粉末(SP)通过烧结粉末(SP)的曝光生产成型体中的翘曲:
本发明因此还提供近红外反射体在包含下列组分的烧结粉末(SP)中用于降低在由烧结粉末(SP)通过烧结粉末(SP)的曝光生产成型体中的翘曲的用途:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种近红外反射体。
通过实施例详细阐述本发明,但不限于此。
实施例
使用下列组分:
-半结晶聚酰胺(组分(A)):
(P1)尼龙-6/6,6(Ultramid C33,BASF SE)
-非晶聚酰胺(组分(B)):
(AP1)尼龙-6I/6T(Grivory G16,EMS),1.9:1的6I:6T摩尔比
-近红外反射体(组分(C)):
(C1)二氧化钛(Kronos 2220,来自Kronos)
(C2)铁铬氧化物(Sicopal Black K0095,BASF SE)
(C3)二氧化钛(Kronos 2222,来自Kronos)
(C4)苝颜料(Lumogen Black FK 4281,BASF SE)
(C5)苝颜料(Lumogen Black K 0087,BASF SE)
(C6)苝颜料(Paliogen Black S 0084,BASF SE)
(C7)铝颜料(IReflex 5000White,来自Eckart)
-增强剂:
(VS1)高岭土(Translink 445,BASF SE)
-添加剂:
(A1)酚类抗氧化剂(Irganox 1098(N,N’-己烷-1,6-二基双(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基丙酰胺)))、BASF SE)
(A2)Special black 4(炭黑CAS No.1333-86-4,Evonik)
(A3)Alu C(流动助剂,来自Evonik),BET表面积100±15m2/g和pH 4.5至5.5
(A4)Irgaphos 168(亚磷酸酯抗氧化剂,来自BASF)
表1指定所用半结晶聚酰胺(组分(A))的基本参数,表2指定所用非晶聚酰胺(组分(B))的基本参数。
表1
表2
AEG是指氨基端基浓度。这借助滴定测定。为了测定氨基端基浓度(AEG),将1克组分(半结晶聚酰胺或非晶聚酰胺)溶解在30毫升苯酚/甲醇混合物(苯酚:甲醇的体积比75:25)中,然后用0.2N盐酸/水进行目视滴定。
CEG是指羧基端基浓度。这借助滴定测定。为了测定羧基端基浓度(CEG),将1克组分(半结晶聚酰胺或非晶聚酰胺)溶解在30毫升苄醇中,然后用0.05N氢氧化钾水溶液在120℃下目视滴定。
半结晶聚酰胺的熔融温度(TM)和所有玻璃化转变温度(TG)各自借助差示扫描量热法测定。
为了测定熔融温度(TM),如上所述,测量在20K/min的加热速率下的第一加热程序(H1)。熔融温度(TM)则对应于在第一加热程序(H1)的熔融峰最大值的温度。
为了测定玻璃化转变温度(TG),在第一加热程序(H1)后,测量冷却程序(C)和随后第二加热程序(H2)。在20K/min的冷却速率下测量冷却程序。在20K/min的加热速率下测量第一加热程序(H1)和第二加热程序(H2)。然后在第二加热程序(H2)的阶梯高度的一半处测定玻璃化转变温度(TG)。
用来自TA Instruments的“DHR-1”旋转粘度计和具有25mm的直径和1mm的板间距的板-板几何测定零剪切速率粘度η0。非平衡样品在减压下在80℃下干燥7天,然后用具有500至0.5rad/s的角频率范围的时间相关频率扫描(序列测试)分析这些。使用下列附加的分析参数:变形:1.0%、分析温度:240℃、分析时间:20min、在样品制备后的预热时间:1.5min。
在双螺杆挤出机中生产烧结粉末
为了生产烧结粉末,表3中规定的组分以表3中规定的比率在双螺杆挤出机(ZE25)中在20kg/h的吞吐量、230rpm的速度、40的长径比和245℃的机筒温度下配混,然后用液氮冷却的钉盘磨机加工以产生粉末(粒度分布10至100μm)。
表3
对于该粉末,如上所述测定熔融温度(TM)。
借助差示扫描量热法(DSC)测定结晶温度(TC)。为此,首先测量在20K/min的加热速率下的加热程序(H1),然后在20K/min的冷却速率下的冷却程序(C)。结晶温度(TC)是在结晶峰的极点的温度。
借助板-板旋转流变仪在0.5rad/s的角频率和240℃的温度下测定复数剪切粘度的量级。使用来自TA Instruments的“DHR-1”旋转粘度计,具有25mm的直径和1mm的板间距。非平衡样品在减压下在80℃下干燥7天,然后用具有500至0.5rad/s的角频率范围的时间相关频率扫描(序列测试)分析这些。使用下列附加的分析参数:变形:1.0%、分析时间:20min、在样品制备后的预热时间:1.5min。
如上所述作为熔融起始温度(TM 起始)和结晶起始温度(TC 起始)之差测定烧结窗口(W)。
为了测定烧结粉末的热氧化稳定性,测定新鲜制成的烧结粉末和在0.5%氧气和195℃下烘箱老化16小时后的烧结粉末的复数剪切粘度。测定储存后(老化后)的粘度与储存前(老化前)的粘度的比率。借助旋转流变学在0.5rad/s的测量频率下在240℃的温度下测量粘度。
如上所述用Malvern Mastersizer测定作为D10、D50和D90报道的粒度分布。
在灰化后重量分析测定煅烧残渣。
结果可见于表4。
表4
*n.d.:未测定
对于烧结粉末(SP),另外测定其在近红外波长范围的反射。用具有150mmUlbricht球的PerkinElmer UV/VIS/NIR Lambda 950分光光度计实施测定,参考:来自Labsphere的Spectralon白板标准;比色皿:由石英玻璃制成的特殊纤维材料比色皿(d=0.5cm);数据间隔:1.0nm;间隙宽度:UV/VIS(200-800nm)=2.0nm,NIR(810-2100nm):servo;积分时间:UV/VIS:0.2s,NIR:0.2s;增益:UV/VIS:auto,NIR:15;测量速度:UV/VIS/NIR:285nm/min,波长范围:300-2500nm;光泽阱:关。
结果可见于表5。
表5
清楚地显而易见,本发明的烧结粉末(SP)具有在近红外区的辐射的良好反射。
此外,用本发明的烧结粉末(SP)可生产黑色成型体,并且烧结粉末同时具有在NIR区的高反射。
激光烧结实验
在表6中规定的温度下将烧结粉末(SP)以0.1mm的层厚度引入空腔。随后使烧结粉末暴露于具有表6中规定的激光功率输出和规定的点间距的激光,在暴露过程中激光在样品上的速度为15m/sec。点间距也被称为激光间距或道间距。选择性激光烧结通常涉及条状扫描。点间距提供条纹中心之间,即用于两个条纹的激光束的两个中心之间的距离。
表6
随后,测定所得拉伸棒(烧结棒)的性质。所得拉伸棒(烧结棒)在减压下在80℃下干燥336小时后在干状态下测试。结果显示在表7中。
也生产Charpy试样,其同样以干形式测试(根据ISO 179-2/1eU:1997+Amd.1:2011和根据ISO 179-2/1eA(F):1997+Amd.1:2011)。
根据ISO 527-2:2012进行拉伸试验。
根据ISO 75-2:2013使用具有1.8N/mm2的边缘纤维应力的方法A和具有0.45N/mm2的边缘纤维应力的方法B测定热挠曲温度(HDT)。
表7
表8显示在调理状态下的成型体的性质。为了调理,成型体在上述干燥后在70℃和62%相对湿度下储存336小时。
表8
在微型挤出机中的粉末生产
对于近红外反射体和组分(A2)(Special black 4),在如上所述的近红外波长范围内测定反射。
结果显示在表9中。
表9
随后,为了生产粉末,在DSM 15cm3微型挤出机(DSM-Micro15微型配混机)中在80rpm(每分钟转数)的速度下在250℃下以表10中规定的比率配混表10中规定的组分,混合时间3min(分钟),然后研磨到<200μm的粒度。
表10
对于所得烧结粉末(SP),然后测定在近红外波长范围内的反射。如上所述实施测定。
结果可见于表11。
表11
n.d.*:未测定
明显看出,与无近红外反射体的烧结粉末(对比例V6)相比,本发明的近红外反射体在烧结粉末(SP)中实现尤其在800至2500nm(800nm至2.5μm)的波长范围内提高的反射。
在高速烧结HSS(多射流熔融,HP)中的实验:
为了生产用于高速烧结的烧结粉末,表12中规定的组分以其中显示的比率如上文在表3之前所述配混,然后研磨。
表12:用于高速烧结实验的制剂
表13:用于HSS实验的粉末的分析数据
表14:HSS实验的实验参数
粉末V2无法通过HSS加工以产生组件,因为在待烧结的组件表面与周围粉末的表面之间没有显著温度差异。
粉末B18,尽管是黑色,但可在显著的温度差异下非常高效地加工。
表15:在HSS实验后的高速试样的机械性质
在高速试样上测定在HSS实验中获得的成型体的机械性质(根据ISO 8256的类型2或根据ISO 527-2:2012type CW;测试速度1mm/min,在23℃和50%相对湿度;试样在减压下在80℃下336小时后干燥)。
Claims (15)
1.一种生产成型体的方法,其包括步骤:
i)提供烧结粉末(SP)的层,所述烧结粉末包含下列组分:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种近红外反射体,
ii)使步骤i)中提供的烧结粉末(SP)的层曝光。
2.根据权利要求1的方法,其中组分(C)在至少60%的程度上反射具有在780nm至2.5μm范围内波长的辐射。
3.根据权利要求1或2的方法,其中组分(C)选自近红外反射颜料。
4.根据权利要求1至3任一项的方法,其中步骤ii)中的曝光用选自激光器和红外线源的辐射源实施。
5.根据权利要求1至4任一项的方法,其中所述烧结粉末(SP)包含50重量%至94.95重量%的组分(A)、5重量%至40重量%的组分(B)和0.05重量%至10重量%的组分(C),在每种情况下基于烧结粉末(SP)的总重量计。
6.根据权利要求1至5任一项的方法,其中组分(A)选自PA 4、PA 6、PA 7、PA 8、PA 9、PA11、PA 12、PA 46、PA 66、PA 69、PA 6.10、PA 6.12、PA 6.13、PA 6/6.36、PA 12.12、PA13.13、PA 6T、PA6T/6、PA MXD6、PA 6/66、PA 6/12和这些的共聚酰胺。
7.根据权利要求1至6任一项的方法,其中组分(B)选自PA 6I/6T、PA 6I和PA 6/3T。
8.根据权利要求1至7任一项的方法,其中在步骤i)和步骤ii)之间进行下列步骤:
i-1)将至少一种红外吸收墨水施加到步骤i)中提供的烧结粉末(SP)层的至少一部分上。
9.根据权利要求1至8任一项的方法,其中所述烧结粉末(SP)另外包含基于烧结粉末(SP)的总重量计0.1重量%至10重量%的选自抗成核剂、稳定剂和端基官能化剂的至少一种添加剂。
10.根据权利要求1至9任一项的方法,其中所述烧结粉末(SP)中的组分(C)已被组分(A)和/或组分(B)涂布。
11.一种生产烧结粉末(SP)的方法,其包括步骤
a)混合下列组分:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种近红外反射体,
b)研磨在步骤a)中获得的混合物以获得烧结粉末(SP)。
12.一种烧结粉末(SP),其可通过根据权利要求11的方法获得。
13.近红外反射体在包含下列组分的烧结粉末(SP)中用于降低在由烧结粉末(SP)通过烧结粉末(SP)的曝光生产成型体中的翘曲的用途:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种近红外反射体。
14.包含下列组分的烧结粉末(SP)在烧结法中的用途:
(A)至少一种半结晶聚酰胺,
(B)至少一种非晶聚酰胺,
(C)至少一种近红外反射体。
15.一种成型体,其可通过根据权利要求1至10任一项的方法获得。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112322110A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-05 | 四川大学 | 用于喷墨3d打印的近红外反射复合材料及其制备方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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FR3118775B1 (fr) * | 2021-01-14 | 2024-04-19 | Arkema France | POUDRE DE polymère pour impression 3D |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150231910A1 (en) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | Xerox Corporation | Infrared reflective pigments in a transfix blanket in a printer |
US20150252190A1 (en) * | 2012-11-21 | 2015-09-10 | Stratasys, Inc. | Semi-crystalline build materials |
CN105163928A (zh) * | 2012-11-21 | 2015-12-16 | 斯特拉塔西斯公司 | 使用聚酰胺消耗材料的增材制造 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5648450A (en) | 1992-11-23 | 1997-07-15 | Dtm Corporation | Sinterable semi-crystalline powder and near-fully dense article formed therein |
US5527877A (en) | 1992-11-23 | 1996-06-18 | Dtm Corporation | Sinterable semi-crystalline powder and near-fully dense article formed therewith |
DE10248406A1 (de) * | 2002-10-17 | 2004-04-29 | Degussa Ag | Laser-Sinter-Pulver mit Titandioxidpartikeln, Verfahren zu dessen Herstellung und Formkörper, hergestellt aus diesem Laser-Sinterpulver |
DE102007028842A1 (de) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Eckert Gmbh | Dunkle, IR-Strahlung reflektierende Pigmente, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung derselben |
RU2470959C2 (ru) * | 2007-06-28 | 2012-12-27 | Басф Се | Термопластичные формовочные массы, содержащие органические черные пигменты |
US8133647B2 (en) * | 2007-10-12 | 2012-03-13 | Lexmark International, Inc. | Black toners containing infrared transmissive |
US9592530B2 (en) * | 2012-11-21 | 2017-03-14 | Stratasys, Inc. | Additive manufacturing with polyamide consumable materials |
WO2014191303A1 (en) | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Rhodia Operations | Polyamides comprising me-bht, compositions comprising such a polyamide, shaped articles comprising such a polyamide or such a composition |
FR3018280B1 (fr) * | 2014-03-04 | 2017-05-26 | Arkema France | Composition transparente a base de polyamide chargee de verre |
US10875963B2 (en) * | 2015-01-09 | 2020-12-29 | Shakespeare Company Llc | Powder compositions for laser sintering |
US10124530B2 (en) * | 2015-09-22 | 2018-11-13 | Xerox Corporation | Color shift pigments for three-dimensional printing |
DE102015016131A1 (de) * | 2015-12-14 | 2017-06-14 | Evonik Degussa Gmbh | Polymerzusammensetzung für selektive Sinterverfahren |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150252190A1 (en) * | 2012-11-21 | 2015-09-10 | Stratasys, Inc. | Semi-crystalline build materials |
CN105163928A (zh) * | 2012-11-21 | 2015-12-16 | 斯特拉塔西斯公司 | 使用聚酰胺消耗材料的增材制造 |
US20150231910A1 (en) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | Xerox Corporation | Infrared reflective pigments in a transfix blanket in a printer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112322110A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-05 | 四川大学 | 用于喷墨3d打印的近红外反射复合材料及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7309699B2 (ja) | 2023-07-18 |
KR20200056454A (ko) | 2020-05-22 |
EP3691900A1 (de) | 2020-08-12 |
KR20240096728A (ko) | 2024-06-26 |
WO2019068658A1 (de) | 2019-04-11 |
US20200230875A1 (en) | 2020-07-23 |
JP2021508291A (ja) | 2021-03-04 |
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