EP3710255A1 - Composition for an additive manufacturing process - Google Patents

Composition for an additive manufacturing process

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EP3710255A1
EP3710255A1 EP18804556.1A EP18804556A EP3710255A1 EP 3710255 A1 EP3710255 A1 EP 3710255A1 EP 18804556 A EP18804556 A EP 18804556A EP 3710255 A1 EP3710255 A1 EP 3710255A1
Authority
EP
European Patent Office
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composition
polymer
additive
composition according
polyamide
Prior art date
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Pending
Application number
EP18804556.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stoyan Frangov
Andreas Pfister
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EOS GmbH
Original Assignee
EOS GmbH
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Filing date
Publication date
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    • C08J2481/04Polysulfides

Definitions

  • the present invention relates to a composition comprising at least one polymer, wherein the composition contains at least one additive, wherein the additive has a content of at most 2 wt .-% of the composition. Furthermore, the present invention relates to a process for the preparation of the composition according to the invention and to a component comprising a composition according to the invention and the use of the composition according to the invention.
  • Additive manufacturing processes for the production of prototypes and the industrial production of components based on powdered materials enable the manufacture of plastic objects and are becoming increasingly important.
  • the desired structures are produced in layers by selective melting and solidification or by applying a binder and / or adhesive.
  • the process is also referred to as additive manufacturing, digital fabrication, or three-dimensional (3D) printing.
  • additive manufacturing is often replaced by “additive manufacturing” or “rapid technology”.
  • Additive manufacturing processes which use a powdery material include, for example, sintering, melting or bonding by binders.
  • the crystallization of the polymer begins during cooling.
  • the process of crystallization is always associated with geometric changes, shrinkage and often distortion of the 3D component.
  • a Retardation of the crystallization ie a lowering of the temperature at which the polymer crystallizes, is also advantageous in order to achieve a layer connection in the melt with the underlying component layers, since interdiffusion between the layers can take place only in the melt.
  • 3D components in the final state tend to delaminate and lose strength.
  • the installation space temperature during the production process should thus be conducted as far as possible so that the crystallization of the polymer during the building process is suppressed as long as possible. If this fails, process errors such as distortion occur during production.
  • the installation space temperature In the production of 3D components, on the one hand, the installation space temperature must be above the crystallization temperature of the respective polymer, on the other hand, however, the temperature must necessarily be below the melting point, since otherwise the powder cake would melt in the installation space.
  • the temperature range between the crystallization temperature (TK) and the melting temperature (TM) is called the process window or the sintered window of the polymer. If crystallization and melting of a polymer overlap on the temperature axis to a significant extent, this polymer is highly likely not accessible to the process, d. H. it does not have a sufficient process window.
  • additives often lead to undesirable properties, such as an unfavorable melting behavior by reducing the process window, d. H. the temperature range at which the polymer system can be processed.
  • the crystallization temperature of the polymer for example by the addition of flow aids or anti-agglomeration agents, unfavorably increase, which in turn reduces the process window.
  • composition according to claim 1 which comprises at least one polymer and at least one additive. Furthermore, the object is achieved by a method for producing the composition according to claim 16, by a method for producing a component according to claim 17 and by a use of the composition according to the invention according to claim 20.
  • the present invention therefore relates to a composition, in particular as a building material for an aforementioned additive manufacturing, comprising
  • polymer is in the form of polymer particles and wherein the polymer is selected from at least one thermoplastic polymer, and
  • the at least one additive has a content of at least 0.005 wt .-%, preferably of at least 0.01 wt .-%, particularly preferably of at least 0.05 wt .-%, in particular of at least 0.075 wt .-%, particularly preferably of has at least 0.1 wt .-%, most preferably of at least 0.2 wt .-%, of the composition,
  • the additive has a content of at most 2 wt .-%, preferably of at most 1, 5 wt .-%, particularly preferably of at most 1 wt .-%, in particular of at most 0.7 wt .-%, particularly preferably of at most 0 5% by weight of the composition.
  • a composition according to the invention comprises a polymer or a polymer system which is selected from a thermoplastic polymer and an additive.
  • an additive is understood as meaning a substance which may be, in particular, an amorphous and / or partially crystalline and / or crystalline polymer, a polyol, a surfactant and / or a protective colloid, which or which make it possible to lower the crystallization temperature and / or enthalpy of crystallization of the thermoplastic polymer even in very low concentrations of up to 2% by weight.
  • the enthalpy of crystallization can be reduced by a percentage which is relatively higher than the concentration of the additive.
  • the ratio of the enthalpy of crystallization to the concentration of the additive is preferably about 10%, preferably about 20%, particularly preferably about 50% and in particular about 100% higher.
  • the additive is preferably a partially crystalline polymer, a partially crystalline polyol and / or a partially crystalline surfactant and / or a partially crystalline protective colloid.
  • the additive is soluble in water at room temperature.
  • an additive has a solubility of at least about 30 g / L of water.
  • the composition according to the invention is in the form of a powder.
  • the composition has a content of the additive of at least 0.005 wt .-%, preferably of at least 0.01 wt .-%, particularly preferably of at least 0.05 wt .-%, in particular of at least 0.075 wt .-%, particularly preferably of at least 0.1% by weight, very particularly preferably of at least 0.2% by weight of the composition, and / or the composition has a content of the additive of at most 2% by weight, preferably of at most 1, 5 wt .-%, particularly preferably of at most 1 wt .-%, in particular of at most 0.7 wt .-%, particularly preferably of at most 0.5 wt .-% to.
  • the additive is preferably bound to the polymer or the polymer particles, for example, on the surface or deposited.
  • such a proportion of an additive in the composition or the polymer can bring about a lowering of the crystallization temperature and / or an increase in the difference DTK / TM of the crystallization temperature (TK) and the melting temperature (TM), ie an expansion of the process window.
  • TK crystallization temperature
  • TM melting temperature
  • Under Crystallization temperature and melting temperature is to be understood as the peak temperature, as defined in DIN EN ISO 11357.
  • the degree of crystallization can be measured by various analytical methods, such as DSC.
  • the degree of crystallinity is calculated via the enthalpy of fusion [J / g] (in comparison to a polymer which is theoretically 100% crystalline).
  • the term enthalpy of fusion is understood to mean the amount of energy required to melt a substance sample at its melting point at constant pressure (isobaric), ie to transfer it from the solid to the liquid state of aggregation.
  • too high a content of the additive leads to disadvantageous adhesion and / or caking effects of the polymer particles, as a result of which the flowability and the process capability of the particles are greatly impaired.
  • a content of at most 2% by weight of the additive in the composition according to the invention can effectively prevent sticking and / or caking effects and at the same time advantageously improve the pouring properties.
  • composition according to the invention ensures a homogeneous powder structure, so that in this way an improved flowability or flowability and thus in the course of additive manufacturing processes a uniform powder introduction is made possible.
  • a good flowability of a bulk material is given when the bulk material can be easily made to flow.
  • the most important parameter for this is the flowability, ie the extent of the free mobility of the bulk material. Under a polymer or a polymer system is used in the present
  • Patent application understood at least one homo- and / or a heteropolymer, which is made up of several monomers. While homopolymers have a covalent linking of identical monomers, heteropolymers (also called copolymers) are composed of covalent linkages of different monomers.
  • a polymer system according to the present invention may comprise both a mixture of the abovementioned homo- and / or heteropolymers or else more than one polymer system. Such a mixture is also referred to in the present patent application as a polymer blend.
  • Heteropolymers in the context of the present invention can be selected from random copolymers in which the distribution of the two monomers in the chain is random, from gradient copolymers which are in principle similar to the random copolymers, but in which the proportion of one monomer in the course of the chain and the other decreases, from alternating copolymers in which the monomers alternately alternate, from block copolymers or segment copolymers consisting of longer sequences or blocks of each monomer, and from
  • Graft copolymers in which blocks of one monomer are grafted onto the backbone of another monomer.
  • the composition of the invention can be advantageously used for additive manufacturing processes.
  • Additive manufacturing processes include in particular processes which are suitable for the production of prototypes (rapid prototyping) and components (rapid manufacturing), preferably from the group of powder bed-based processes comprising laser sintering, high-speed sintering, multi-jet fusion, binder jetting selective mask sintering or selective laser melting.
  • the composition of the invention is intended for use in laser sintering.
  • laser sintering is synonymous with the term “selective laser sintering” to understand; the latter is just the older name.
  • the present invention relates to a method for producing a composition according to the invention, the method comprising the following steps:
  • composition has a content of the at least one additive of at least 0.005 wt .-%, preferably of at least 0.01 wt .-%, particularly preferably of at least 0.05 wt .-%, in particular of at least 0.075 wt .-%, in particular preferably of at least 0.1% by weight, most preferably of at least 0.2% by weight of the composition,
  • composition has a content of the additive of at most 2 wt .-%, preferably of at most 1, 5 wt .-%, particularly preferably of at most 1 wt .-%, in particular of at most 0.7 wt .-%, particularly preferably of has at most 0.5 wt .-%.
  • providing is meant both an on-site production and a delivery of a polymer or a polymer system.
  • a process of mixing, admixing, blending or compounding can take place in the course of an extrusion in the extruder, in the kneader, in the disperser and / or in the stirrer and optionally comprises process operations such as melting, dispersing, etc.
  • a mixing process takes place in the extruder, particularly preferably by melt extrusion.
  • a mixing operation of the polymer with an additive, preferably in the melt can take place in a kneader.
  • it is preferred that the mixing process takes place in an extruder, in particular by melt extrusion.
  • the removal or separation of the additive preferably takes place by centrifuging and / or filtering.
  • a packaging process advantageously takes place in the absence of moisture.
  • a composition produced by the process according to the invention is advantageously used as a solidifiable powder material in a process for the layered production of a three-dimensional object of powdery material, successive layers of the object to be formed from this solidifiable powder material successively at corresponding or predetermined locations by the entry of energy, preferably of electromagnetic radiation, in particular by the entry of laser light, solidified.
  • the present invention also includes a composition, in particular for laser sintering methods, which is obtainable or obtainable by the method described above.
  • composition according to the invention for producing a component, in particular a three-dimensional object, by layering and selectively solidifying a building material, preferably a powder is used.
  • solidifying is understood to mean at least partial melting or melting with subsequent solidification or resolidification of the building material.
  • an advantageous method for producing a component has at least the following steps:
  • build-up material is understood as meaning a powder or a solidifiable powder material, which by means of additive manufacturing processes, preferably by means of powder bed-based method, in particular by means of laser sintering or laser melting, can be solidified into moldings or 3D objects.
  • building material in particular the composition of the invention is suitable.
  • the construction field used here is a plane which is located on a carrier within a machine for additive production at a specific distance from an irradiation unit mounted above it, which is suitable for solidifying the building material.
  • the building material On the support, the building material is positioned so that its uppermost layer coincides with the plane which is to be solidified.
  • the carrier can be adjusted so that each newly applied layer of the building material has the same distance to the irradiation unit, preferably a laser, and can be solidified in this way by the action of the irradiation unit.
  • a component, in particular a 3D object, which has been produced from the composition according to the invention can have an advantageous tensile strength and elongation at break.
  • the tensile strength characterizes the maximum mechanical tensile stress that can occur in the material.
  • the determination of the tensile strength is known to the person skilled in the art and can be determined, for example, according to DIN EN ISO 527.
  • the elongation at break marks the deformation capability of a material in the plastic range (also called ductility) until it breaks and can be determined, for example, by means of DIN EN ISO 527-2.
  • a component which has been produced from the composition according to the invention has improved dimensional stability and / or lower component distortion.
  • Dimensional accuracy is understood to mean that the actual dimensions of a workpiece lie within the agreed permissible deviation or tolerance from the specified nominal size. In the laser sintering process, this dimensional accuracy can preferably be determined on the basis of the component distortion. Further, the term refers to the durability of a material, for example, in terms of elongation and shrinkage. Frequent causes of dimensional changes are, for example, temperature, compressive or tensile forces, aging and moisture. Also, the present invention includes a component obtainable by the method described above. A use of the composition according to the invention can be carried out both in rapid prototyping and in rapid manufacturing.
  • additive manufacturing processes preferably from the group of powder bed-based processes comprising laser sintering, high-speed sintering, binder jetting, selective mask sintering, selective laser melting, in particular for use for laser sintering, are used, in which preferably Three-dimensional objects are formed in layers by selectively projecting a laser beam having a desired energy onto a powder bed of powdered materials. Prototypes or production parts can be produced by this process in a time- and cost-efficient manner.
  • the present invention comprises a composition as a solidifiable powder material in a process for the layered production of a three-dimensional object of powdered material, in which successive layers of the object to be formed from this solidifiable powder material successively solidified at corresponding points by the entry of energy, preferably by the entry of electromagnetic radiation, in particular by the entry of laser light.
  • the composition according to the invention comprises at least one additive.
  • such an additive is immiscible with the at least one thermoplastic polymer.
  • the at least one additive is selected from a semi-crystalline polymer (such as polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone), a semi-crystalline cellulose ether (such as methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose) and / or a semi-crystalline polyacrylate, a semi-crystalline starch, a semi-crystalline protein , a semi-crystalline alginate, a semi-crystalline pectin and / or a semi-crystalline gelatin.
  • a semi-crystalline polymer such as polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone
  • a semi-crystalline cellulose ether such as methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose
  • a semi-crystalline polyacrylate such as methylcellulose, hydroxyeth
  • the additive is selected from at least one polyol, in particular a partially crystalline polyol.
  • a polyol is particularly preferably selected from at least one partially crystalline polyethylene glycol and / or from at least one partially crystalline polyethylene oxide and / or from at least one partially crystalline polyvinyl alcohol, more preferably from at least one partially crystalline polyethylene glycol.
  • a polyethylene glycol comprises a mixture of at least two partially crystalline polyethylene glycols, which preferably have a different molecular weight. The use of polyethylene glycols having different molecular weights advantageously makes it possible to set a suitable viscosity.
  • the at least one preferably partially crystalline polyethylene glycol preferably has a molecular weight of at least 10,000 D, preferably of at least 15,000 D, particularly preferably of at least 20,000 D and / or of at most 500,000 D, preferably of at most 250,000 D, particularly preferably of at most 100 000 D, in particular of at most 40 000 D, in particular preferably of at most 35 000 D, on.
  • a particularly preferred additive comprises a mixture of at least two partially crystalline polyethylene glycols with a polyethylene glycol having a Molecular weight of 20,000 D and a polyethylene glycol having a molecular weight of 500,000 D or else a mixture of a polyethylene glycol having a molecular weight of 35,000 D and a polyethylene glycol having a molecular weight of 100,000 D, in particular a mixture of a polyethylene glycol having a molecular weight of 20,000 D and a polyethylene glycol having a molecular weight of 35,000 D.
  • the additive is selected from a surfactant such as at least one nonionic organic surfactant and / or polymeric surfactant.
  • the surfactant is selected from sodium dodecyl sulfate.
  • a preferred surfactant is present in partially crystalline form.
  • an advantageous composition comprises more than one additive
  • the proportions of the individual additives add up in such a way that their sum gives the proportion according to the invention as specified above.
  • an advantageous composition has a crystallization temperature which is at least 2 ° C., preferably at least 3 ° C., more preferably at least 4 ° C., in particular at least 5 ° C., in comparison to the thermoplastic polymer without additive and / or a difference DTK / TM of the crystallization temperature (TK) and the melting temperature (TM), which increases by at least 1 ° C, preferably by at least 3 ° C, more preferably by at least 5 ° C.
  • TK crystallization temperature
  • TM melting temperature
  • Composition has a melting enthalpy of at least 20 J / g, preferably of at least 40 J / g, in particular of at least 60 J / g on. At most, an advantageous composition has a melting enthalpy of up to 150 J / g, preferably of up to 140 J / g, in particular of up to 130 J / g. Such an advantageous composition allows a better delimitation of the component of non-sintered powder, as this less fused to the component powder particles are melted. Furthermore, such a favorable melting enthalpy can bring about a higher building temperature and thus an extended process window.
  • an advantageous composition comprises a thermoplastic polymer which is selected from at least one polyetherimide, polycarbonate, polysulfone, polyphenylene sulfone, polyphenylene oxide, polyethersulfone, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer (ASA ), Polyvinyl chloride, polyacrylate, polyester, polyamide, polypropylene, polyethylene, polyaryletherketone, polyether, polyurethane, polyimide, polyamideimide, polyolefin, polyarylene sulfide and copolymers thereof.
  • a thermoplastic polymer which is selected from at least one polyetherimide, polycarbonate, polysulfone, polyphenylene sulfone, polyphenylene oxide, polyethersulfone, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile-s
  • the polymer particularly preferably comprises a polyamide and / or a polypropylene.
  • the at least one polymer is preferably selected from at least one homopolymer and / or heteropolymer and / or from a polymer blend, wherein the at least one homo- and / or heteropolymer and / or polymer blend particularly preferably a partially crystalline homo- and / or heteropolymer and / or amorphous homo- and / or heteropolymer.
  • the at least one homo- and / or heteropolymer and / or polymer blend is selected from at least one semicrystalline polymer or a partially crystalline polymer blend of at least one semicrystalline polymer and at least one further semicrystalline polymer or a partially crystalline polymer blend of at least one semicrystalline polymer and an amorphous polymer.
  • partially crystalline in the present case means a substance which contains both crystalline and amorphous regions.
  • a polymer is considered substantially amorphous if its degree of crystallinity in the solid state is 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less.
  • a polymer is considered to be substantially amorphous in particular if no melting point can be determined by means of differential scanning calorimetry (DSC) and / or the enthalpy of fusion is below 1 J / g.
  • a partially crystalline substance can comprise up to 95% by weight, preferably up to 99% by weight, in particular up to 99.9% by weight, of crystalline regions.
  • the heteropolymer or copolymer preferably has at least two different repeat units and / or at least one polymer blend based on the abovementioned polymers and copolymers.
  • a heteropolymer or copolymer and / or polymer blend is partially crystalline.
  • a composition according to the invention preferably comprises a polymer and / or a copolymer and / or a polymer blend having a melting temperature of at least about 50 ° C, preferably of at least about 100 ° C.
  • the melting temperature of the polymer and / or the copolymer and / or the polymer blend is at most about 400 ° C, preferably at most about 350 ° C.
  • the term "melting temperature” is understood to mean the temperature or the temperature range at which a substance, preferably a polymer or copolymer or polymer blend, passes from the solid to the liquid state of aggregation.
  • the composition according to the invention comprises a polymer or a polymer system, which is preferably selected from at least one polypropylene and / or a polyamide.
  • Polypropylene (PP, syn polypropene, poly (1-methylethylene)) is a thermoplastic polymer prepared by chain polymerization of propene. It belongs to the group of polyolefins and is generally semi-crystalline and nonpolar.
  • the at least one polypropylene can be present in atactic, syndiotactic and / or isotactic form.
  • atactic polypropylene the methyl group is random, in syndiotactic polypropylene alternating (alternating) and evenly aligned in isotactic polypropylene. This can affect the crystallinity (amorphous or semi-crystalline) and the thermal properties (such as the glass transition temperature and the melting temperature).
  • the tacticity is usually indicated by means of the isotactic index (according to DIN 16774) in percent.
  • the polypropylene is selected from an isotactic polypropylene.
  • the at least one preferred polypropylene may be selected from an isotactic polypropylene and / or its copolymers with polyethylene or with maleic anhydride.
  • the copolymer fraction of the polyethylene is particularly preferably up to 50% by weight, more preferably up to 30% by weight.
  • At least one polymer blend of polypropylene with at least one ethylene-vinyl acetate copolymer can be used.
  • Such a polymer blend advantageously has a higher impact strength, ie the ability to absorb impact energy and impact energy without breaking.
  • composition according to the invention comprises a polymer which is selected from a polypropylene, in particular from an isotactic polypropylene
  • the content of the additive in this composition is at least 0.005 wt.%, Preferably at least 0.01 wt.%, Particularly preferred at least 0.05% by weight, in particular at least 0.075% by weight, particularly preferably at least
  • the polypropylene is selected from a polypropylene-polyethylene copolymer.
  • Polyamides are linear polymers with regularly repeating amide bonds along the main chain.
  • the amide group can be considered as the condensation product of a carboxylic acid and an amine.
  • the resulting bond is an amide bond, which is hydrolytically cleavable again.
  • polyamides is commonly used as a term for synthetic, technically usable thermoplastic polymers.
  • a composition according to the invention comprises a polymer selected from a polyamide
  • the content of the additive in the composition is preferably at least 0.005% by weight, more preferably at least 0.01% by weight and / or preferably at most 0 , 9 wt .-%, more preferably at most 0.8 wt .-%, in particular at most 0.7 wt .-%.
  • the at least one polyamide is selected from polyamide 6, polyamide 1 1, polyamide 12, polyamide 46, polyamide 66, polyamide 1010, polyamide 1012, polyamide 1 112, Polyamide 1212, polyamides PA6T / 6I, poly-m-xylylene adipamide (PA MXD6), polyamides 6 / 6T, polyamides PA6T / 66, PA4T / 46 and / or platamide M1757.
  • polyamide 6 polyamide 1 1, polyamide 12, polyamide 46, polyamide 66, polyamide 1010, polyamide 1012, polyamide 1 112, Polyamide 1212, polyamides PA6T / 6I, poly-m-xylylene adipamide (PA MXD6), polyamides 6 / 6T, polyamides PA6T / 66, PA4T / 46 and / or platamide M1757.
  • thermoplastic polymer is selected from at least one polyaryletherketone selected from the group of polyether ketone ketone (PEKK) and / or from the group of polyetheretherketone-polyetherdiphenyletherketone (PEEK-PEDEK).
  • PEKK polyether ketone ketone
  • PEEK-PEDEK polyetheretherketone-polyetherdiphenyletherketone
  • a further preferred embodiment comprises a polyether-ether-ketone-polyether-diphenyl-ether-ketone (PEEK-PEDEK) with the following repeating units:
  • the said polyetheretherketone-polyetherdiphenyletherketone polymer may have a mole fraction of at least 68 mol%, preferably of at least 71 mol%, of the repeat unit A.
  • Particularly preferred polyether-ether-ketone-polyether-diphenyl-ether-ketone polymers have a molar fraction of at least 71 mol%, or, more preferably, of at least 74 mol%, of the repeat unit A.
  • Said polyetheretherketone-polyetherdiphenyletherketone polymer preferably has a molar fraction of less than 90 mol%, more preferably of 82 mol% or less of the repeating unit A.
  • the said polymer further comprises a preferred mole fraction of at least 68 mole%, more preferably at least 70 mole%, especially at least 72 mole%, of repeat unit A.
  • the polyetheretherketone Polyetherdiphenyletherketon polymer a preferred mole fraction of 82 mol%, more preferably of at most 80 mol%, in particular of at most 77 mol%, of the repeat unit A.
  • the ratio of repeat unit A to repeat unit B is preferably at least 65:35 and / or at most 95:5.
  • the number of repeat units A and B may preferably be at least 10 and / or at most 2,000.
  • the molecular weight (MW) of such a polyetheretherketone-Polyetherdiphenyletherketons is at least 10,000 D (Dalton, syn. Da), more preferably at least 15 000 D and / or at most 200 000 D, in particular at least 15 000 D and / or at most 100,000 D.
  • the weight average molecular weight of such a preferred polymer is preferably at least 20,000 D, more preferably at least 30,000 D and / or at most 500,000 D, in particular at least 30,000 D and / or at most 200,000 D.
  • molecular weight is used in the present invention, it is the number average molecular weight. Inasmuch as the weight average molecular weight is referred to, this is explicitly mentioned.
  • a further preferred composition comprises a polyether ketone ketone having the following repeating units:
  • the ratio of 1, 4-phenylene units in the repeat unit A to 1, 3-phenylene units in the repeat unit B is preferably 90:10 to 10:90, more preferably 70:30 to 10:90, in particular at
  • the number ni or n 2 of the repeat unit A or repeat unit B can preferably be at least 10 and / or at most 2,000.
  • the molecular weight of such a polyether ketone ketone is at least 10,000 D, more preferably at least 15,000 D and / or at most 200,000 D, in particular at least 15,000 D and / or at most 100,000 D.
  • the weight average molecular weight of such is preferably at least 20,000 D, more preferably at least 30,000 D and / or at most 500,000 D, in particular at least 30,000 D and / or at most 200,000 D.
  • a preferred polyether ketone ketone polymer can be obtained, for example, under the trade name Kepstan 6000 series (eg Kepstan 6001, 6002, 6003 or 6004, Arkema, France).
  • the melting temperature of the at least one polyaryletherketone is up to 330 ° C, preferably up to 320 ° C, in particular up to 310 ° C. At least the melting temperature of the at least one polyaryletherketone is 250 ° C.
  • the glass transition temperature of the at least one polyaryletherketone is preferably at least 120 ° C., preferably at least 140 ° C., in particular at least 160 ° C.
  • the term "glass transition temperature” is understood to mean the temperature at which a polymer changes into a rubbery to viscous state. The determination of the glass transition temperature is known to the person skilled in the art and can be carried out, for example, by means of DSC in accordance with DIN EN ISO 11357.
  • the low melting temperature or glass transition temperature of the at least one polyaryl ether ketone advantageously allows a low processing temperature, in particular during laser sintering, as well as less aging or an improved refreshing factor of the composition.
  • the term "refresh factor” is understood to mean the ratio of new powder to old powder.
  • the refreshing factor is advantageously improved or the aging significantly reduced and therefore a loss of unused powder is markedly reduced, as a result of which the economic efficiency in the production of a shaped article from the advantageous composition is also significantly improved.
  • the thermoplastic polymer is selected from at least one polyetherimide.
  • the polyetherimide particularly preferably has repeating units according to the
  • the number n of repeating units according to formulas I, II and III is preferably at least 10 and / or up to at most 1000.
  • the molecular weight of such a polyetherimide is at least 10 000 D, more preferably at least 15 000 D and / or at most 200 000 D, in particular at least 15 000 D and / or at most 100 000 D.
  • the weight average molecular weight of such is preferably at least 20,000 D, more preferably at least 30,000 D and / or at most 500,000 D, in particular at least 30,000 D and / or at most 200,000 D.
  • a preferred polyetherimide according to formula I is for example available under the trade name Ultem ® 1000, Ultem ® 1010, and Ultem ® 1040 (Sabic, Germany).
  • a preferred polyetherimide of the formula II for example, under the trade name Ultem ® 5001 and Ultem ® 501 1 (Sabic, Germany).
  • a further preferred composition comprises a thermoplastic polymer which is selected from at least one polycarbonate. The polycarbonate particularly preferably has repeating units according to the
  • the number n of repeating units according to the formula IV is preferably at least 20 and / or up to a maximum of 2,000.
  • the molecular weight of such a polycarbonate is at least 10 000 D, more preferably at least 15 000 D and / or at most 200 000 D, in particular at least 15 000 D and / or at most 100 000 D.
  • the weight average molecular weight of such is preferably at least 20,000 D, more preferably at least 30,000 D and / or at most 500,000 D, in particular at least 30,000 D and / or at most 200,000 D.
  • a suitable for use as starting material is polycarbonate, for example, by the company Sabic under the tradename Lexan ® (z. B. "Lexan ® 143R") or company Covestro sold under the trade name Makrolon ®.
  • the thermoplastic polymer is selected from polyarylene sulfide.
  • the polyarylene sulfide comprises a polyphenylene sulfide having recurring units according to
  • the number n of repeating units according to the formula V is preferably at least 50 and / or up to at most 5,000.
  • the molecular weight of such polyphenylene sulfide is preferably at least 10,000 D, more preferably at least 15,000 D and / or at most 200,000 D, in particular at least 15,000 D and / or at most 100,000 D.
  • the weight average molecular weight of such a preferred polymer is preferably at least 20,000 D, more preferably at least 30,000 D and / or at most 500,000 D, especially at least 30 000 D and / or at most 200 000 D.
  • a preferred polyphenylene sulfide is available, for example, from Celanese (Germany) under the trade name Fortran® .
  • an advantageous composition may comprise a polymer blend comprising a polyaryletherketone polyetherimide, a polyaryletherketone-polyetherimide polycarbonate, a polyphenylene sulfide-polyetherimide and / or a polyetherimide-polycarbonate.
  • a polymer blend for example, by the company Sabic (Germany) under the name Ultem ® are based 9085th
  • a further preferred composition comprises a polymer blend comprising a polyaryletherketone-polyetherimide, preferably a polyetherketone ketone with a ratio of repeat unit A to repeat unit B of 60 to 40.
  • a preferred composition may comprise a polyetherimide which preferably contains the repeat units of the formula I.
  • a preferred composition may comprise a polymer blend comprising a polyphenylene sulfide polyetherimide, preferably a polyphenylene sulfide according to the formula V and a polyetherimide according to the formula I.
  • a preferred composition may comprise a polycarbonate, in particular with the repeating unit of the formula IV, and / or a polyphenylene sulfide, in particular with the repeating unit of the formula V.
  • an advantageous composition comprises at least one adjuvant, wherein the adjuvant is preferably selected from heat stabilizers, oxidation stabilizers, UV stabilizers, fillers, dyes, plasticizers, reinforcing fibers, IR absorbers, Si0 2 particles, antiagglomeration agents, carbon black particles, carbon fibers , Glass fibers, carbon nanotubes, mineral fibers (eg wollastonite), aramid fibers (especially Kevlar fibers), glass beads, mineral fillers, inorganic and / or organic pigments and / or flame retardants (in particular phosphate flame retardants such as ammonium polyphosphate and / or brominated flame retardants and / or other halogenated flame retardants and / or inorganic flame retardants such as magnesium
  • the content of an adjuvant in the composition according to the invention may preferably be at least about 0.01% by weight and / or at most about 90% by weight, preferably at least 0.01% by weight and / or at most 50 % By weight.
  • the content is preferably at least 0.01% by weight and / or at most 5% by weight, in particular at least 0.01% by weight and / or at most 2 wt .-%.
  • the content is preferably at least 0.01 wt .-% and / or at most 1 wt .-%, preferably at least 0.01 wt .-% and / or at most 0.5 wt. %, more preferably at least 0.02 wt .-% and / or at most 0.2 wt .-%, in particular at least 0.02 wt .-% and / or at most 0.1 wt .-%.
  • an advantageous embodiment comprises
  • Composition therefore at least one anti-agglomeration agent.
  • Antiagglomerating agent is a synonym for the term “anti-caking agent”.
  • An anti-agglomeration agent in the present patent application means a substance in the form of particles which can be deposited on and / or in the polymer particles.
  • attachment is understood to mean that particles of the anti-agglomeration agent are formed, for example, by electrostatic forces, chemical bonds (for example ionic and covalent bonds) and hydrogen bonds and / or magnetic forces and / or van der Waals forces with particles of the polymer or interact of the polymer system and so come into relative spatial proximity to each other so that particles of the polymer system advantageously not directly contact each other, but are separated from each other by particles of the anti-agglomeration agent.
  • the spatially separate polymer system particles thus generally build up little or no interaction with one another, so that the addition of antiagglomeration agents advantageously counteracts clumping of the composition.
  • an advantageous composition comprises at least one anti-agglomeration agent.
  • an anti-agglomeration agent can be selected from the group of metal soaps, preferably from a silica, stearate, tricalcium phosphate, calcium silicate, alumina, magnesia, magnesium carbonate, zinc oxide, or mixtures thereof.
  • a first anti-agglomeration agent comprises silica.
  • This can be produced by a wet-chemical precipitation process or by fumed silica.
  • the silicon dioxide is particularly preferably pyrogenic silicon dioxide.
  • a pyrogenic silicon dioxide in the present patent application is understood to mean silicon dioxide which has been prepared by known processes, for example by flame hydrolysis, by adding liquid tetrachlorosilane to the hydrogen flame.
  • silicon dioxide is also referred to as silica.
  • a composition according to the invention comprises a second anti-agglomeration agent and thus advantageously enables improved matching of the physical properties, for example with respect to the electrostatic, magnetic and / or van der Waals forces of the anti-agglomeration agents Polymer / e and thus improved processability of the composition, especially in laser sintering processes.
  • the second anti-agglomeration agent is also a silicon dioxide, in particular pyrogenic silicon dioxide.
  • a composition according to the invention may also have more than two anti-agglomeration agents.
  • a preferred proportion of the at least one anti-agglomeration agent is at most about 1% by weight, more preferably at most about 0.5% by weight, particularly preferably at most about 0.2% by weight, in particular at most about 0.15 wt .-%, more preferably at most about 0.1 wt .-%.
  • the proportion refers to the proportion of all anti-agglomeration agents contained in the advantageous composition.
  • At least one or the two or more anti-agglomeration agents can be treated with one or more different hydrophobicizing agents.
  • the anti-agglomeration agent has a hydrophobic surface.
  • Such hydrophobing can be carried out, for example, with a substance based on organosilanes.
  • the additive can advantageously prevent caking and thus aggregation of particles of the polymer system in the composition and counteracts the formation of cavities during the pouring, whereby the bulk density of the composition is advantageously increased.
  • the bulk density can be influenced by its particle size or particle diameter and particle properties.
  • bulk density is meant the ratio of the mass of a granular solid which has been compacted by pouring and not by, for example, pounding or shaking, to the occupied bulk volume.
  • the determination of the bulk density is known to the person skilled in the art and can be carried out, for example, according to DIN EN ISO 60: 2000-01.
  • a particularly advantageous composition has a bulk density of at least about 350 kg / m 3 and / or at most about 650 kg / m 3 .
  • the bulk density here refers to the composition according to the invention.
  • composition according to the invention can advantageously be used to obtain round particles.
  • round particles are produced by means of melt dispersion, which advantageously have good flow properties.
  • compositions used in laser sintering processes a corresponding particle size or particle size distribution, a suitable bulk density and a sufficient flowability of the powder material are of importance.
  • grain size describes the size of individual particles or grains in a total mixture.
  • the grain or particle size distribution has an influence on the material properties of a bulk material, ie the granular total mixture, which is present in a pourable form, for example in a powdery composition.
  • polymer systems have small particle sizes or particle diameters.
  • the polymer systems can also be modified during their production, which however often leads to agglomeration of the particles. If you pour such polymer systems in about a powder bed of a laser sintering system, clumps, ie inhomogeneous particle distributions, can form, which do not melt continuously, and as a result a shaped body of inhomogeneous material is obtained, the mechanical stability of which may be reduced. Finally, clumping occurring during pouring can impair the flowability and thus limit the meterability. For this reason, antiagglomeration agents (syn. Flow aids) are often added to such polymer systems, which accumulate on the particles of the polymer system and counteract lumps which may arise, for example, during bulk operations and / or during application in the powder bed.
  • the particles of an advantageous composition have a particle size distribution
  • - d 10 of at least 10 pm, preferably of at least 20 pm and / or of at most 50 pm, preferably of at most 40 pm
  • - d50 at least 25 pm and / or at most 100 pm, preferably at least 30 pm and / or at most 80 pm, more preferably at least 30 pm and / or at most 60 pm
  • d90 at least 50 pm and / or at most 150 pm, preferably at most 120pm
  • an advantageous composition has a distribution width (d90-d10) / d50 of at most 3, preferably of at most 2, particularly preferably of at most 1.5, in particular of at most 1.
  • a further preferred composition has a fines content, ie a proportion of particles having a particle size of less than 10 ⁇ m, of less than 10% by weight, preferably of less than 6% by weight, in particular of less than 4% by weight.
  • the polymer particles of the composition according to the invention preferably have a substantially spherical to lenticular design or form.
  • the polymer particles particularly preferably have a particularly advantageous composition a sphericity of at least about 0.7, preferably at least about 0.8, more preferably at least about 0.9, most preferably at least about 0.95.
  • the determination of the sphericity can be carried out, for example, with the aid of microscopy (according to DIN ISO 13322-1) and / or a measuring device of the type Camsizer XT (Retsch Technology, Germany) (according to DIN ISO 13322-2).
  • the particles of a composition according to the invention have the smallest possible surface area.
  • the surface can be determined, for example, by gas adsorption according to the principle of Brunauer, Emmet and Teller (BET); The standard used is DIN EN ISO 9277.
  • BET Brunauer, Emmet and Teller
  • the particle surface determined by this method is also called the BET surface.
  • the BET surface area of an advantageous composition is at least about 0.1 m 2 / g and / or at most about 6 m 2 / g.
  • an advantageous composition here comprises at least one polymer which is selected from polypropylene.
  • a preferred BET surface area in this case is at least about 0.5 m 2 / g and / or up to about 2 m 2 / g.
  • the polymer which is preferably selected from a polypropylene and / or a polyamide or their copolymers or blends with other polymers, in the form of granules, which preferably by melt compounding in an extruder or kneader of the polymer and Additive is provided.
  • the advantageous composition is prepared by melt dispersion, in particular using polypropylene and / or polyamide.
  • the production of a powder from the granules can finally be advantageously carried out by grinding granules or by fiber spinning and cutting of the fibers or by melt spraying.
  • a polypropylene granule a melt volume-flow ratio (MVR: melt volume flow rate) of at least about 2 cm 3/10 min and / or a maximum of about 70 cm 3/10 min; a polyamide granules preferably has an MVR of at least about 10 cm 3/10 min and / or at most about 40 cm 3/10 min.
  • MVR melt volume-flow ratio
  • Flow ratio serves to characterize the flow behavior of the thermoplastic polymer at a certain temperature and test load.
  • the determination of the MVR is known to the person skilled in the art and can be carried out, for example, in accordance with DIN ISO EN 1 133: 2011.
  • the measurement for a polypropylene granules is carried out at a temperature of 230 ° C with a test load of 2.16 kg; the measurement of a polyamide granules takes place at a temperature of 235 ° C with a test load of 2.16 kg.
  • the drying of the granulate before the MVR determination is carried out according to the manufacturer's instructions.
  • the predrying of powder is carried out for 30 minutes at 105 ° C under vacuum (100 mbar).
  • the polymer is mixed by dispersion, in particular by melt dispersion, wherein the melt dispersion is in the form of a flowable multiphase system comprising the at least one polymer and the preferred additive.
  • the step of dispersing is preferably carried out by melt dispersion in a dispersing device, preferably in an extruder.
  • a melt dispersion can take place in a kneader.
  • a further preferred method comprises cooling the dispersion. Cooling can be done by means of a conveyor belt or a calender (system of several tempered rollers arranged on top of each other).
  • the dispersion can be located in a water trough and / or cooled by a water / air cooling section, which can extend over a few meters, for example.
  • the separation of the polymer or of the polymer particles from the mixture or the dispersion takes place and optionally washing and drying of the separated polymer or of the polymer particles.
  • Separation of the components of the mixture or dispersion is preferably carried out by centrifugation and / or filtration. Drying of the solid component to obtain the dried composition may e.g. B. in an oven, for example in a vacuum dryer, done.
  • an additive to the composition according to the invention can be carried out.
  • an additive is selected from an anti-agglomeration agent.
  • an addition of the additive in particular an antiagglomerating agent, in a mixer.
  • an advantageous manufacturing method may provide for packaging the composition.
  • a packaging of a composition prepared by the process according to the invention, in particular sieved polymer particles, which are preferably in the form of a powder, is preferably carried out under exclusion of atmospheric moisture, so that a subsequent storage of the composition according to the invention can take place under reduced humidity to avoid, for example, caking effects, causing the
  • compositions according to the invention are for additive
  • the target environment for example the powder bed of the irradiation unit, in particular of the laser beam, is heated before it is used, so that the temperature of the powder starting material is close to its melting temperature and already a low energy input is sufficient to increase the total energy input to such an extent the particles coalesce or solidify.
  • energy-absorbing and / or energy-reflecting substances can furthermore be applied to the target environment of the irradiation unit, as is known, for example, from the processes of high-speed sintering or multi-jet fusion.
  • melting is meant the process in which the powder is melted during an additive manufacturing process, for example in the powder bed, by introducing energy, preferably by means of electromagnetic waves, in particular by laser beams, at least partially.
  • the composition according to the invention thereby ensures at least partial melting and production of process-safe molded articles with high mechanical stability and dimensional accuracy.
  • an advantageous composition has a tensile strength of at least about 5 MPa, preferably of at least about 25 MPa, in particular of at least about 50 MPa. At most, the preferred composition has a tensile strength of about 500 MPa, preferably at most about 350 MPa, more preferably at most about 250 MPa.
  • the values for the elongation at break of the preferred composition are at least about 1%, particularly preferably at least about 5%, in particular at least about 50%.
  • a preferred composition has an elongation at break of about 1000%, more preferably of at most about 800%, more preferably of at most about 500%, in particular of at most about 250%, most preferably of at most about 100%.
  • the determination of the tensile strength and elongation at break can be determined with the aid of the so-called tensile test according to DIN EN ISO 527 and is known to the person skilled in the art.
  • composition according to the invention can be applied to its meterability in the cold or warm state in the laser sintering system, its layer application and powder bed state in the cold or warm state, their layer order in the laser sintering process, preferably in the current laser sintering process, in particular their coating on exposed surfaces and dimensional accuracy and mechanical properties of the specimens obtained are evaluated.
  • the composition comprises at least one additive which allows an adaptation of the mechanical, electrical, magnetic, flame-retardant and / or aesthetic powder or product properties.
  • the composition comprises at least one organic and / or inorganic additive such as glass, metal, for example aluminum and / or copper and / or iron, ceramic particles, metal oxides or pigments for varying the color, preferably titanium dioxide or soot.
  • the additive can also be made of a fiber, such as a carbon, glass and / or ceramic fiber, such. B. wollastonite.
  • a fiber such as a carbon, glass and / or ceramic fiber, such. B. wollastonite.
  • Fillers for adjusting the mechanical properties may also be selected from the group of metal oxides, or from calcium carbonate.
  • Flame-retardant additives can be selected, for example, from the group comprising metal hydroxides, such as Magnesium hydroxide or aluminum hydroxide, phosphorus compounds such. As red phosphorus or ammonium polyphosphate or brominated flame retardants
  • the composition comprises at least one additive which is used for the thermo-oxidative stabilization of the polymer and / or for UV stabilization.
  • It may be z. B. an antioxidant and / or a UV stabilizer.
  • an antioxidant can be obtained, for example, under the trade name Irganox or Irgafos from BASF (Ludwigshafen, Germany); a UV stabilizer can be obtained for example under the trade name Tinuvin on the company BASF.
  • an IR absorber is used as additive, which absorbs in the range of the wavelength used of the laser or the infrared heater.
  • This may be, for example, soot and / or copper hydroxide.
  • a functionalization could z.
  • Example consist in that the entire shaped body, one or more layers of the shaped body or even parts of one or more layers of the shaped body are electrically conductive equipped.
  • This functionalization can be achieved by conductive pigments, such. As metal powder, or by using conductive polymers such.
  • B. by the addition of polyaniline can be achieved. In this way, molded articles having printed conductors can be obtained, and these can be present both on the surface and within the molded article.
  • Polypropylene (PP) (polypropylene-polyethylene copolymer Borealis, Austria) with an MVR value of 30 cm 3/10 min was mixed with polyethylene glycol (PEG (molecular weight MW) 20000 D and 35000 D; Clariant, Switzerland) in a ratio of 30% by weight of PP
  • ZSE 27 MAXX Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg, Germany
  • the melt state zone temperature: from 220 to 360 ° C.
  • the ratio of polyethylene glycol was 20,000 and 35,000 50 wt% to 50 wt%.
  • PP-02 the ratio of polyethylene glycol was 20,000 and 35,000 80 wt% to 20 wt%.
  • the mixture was cooled to room temperature after extrusion on a conveyor belt with supply of room air and packaged.
  • the mixture was subsequently dissolved in water with stirring (1 kg of the mixture in 9 kg of water) and centrifuged (centrifuge TZ3, Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH, Lahr, Germany).
  • the powder cake of the PP copolymer was washed twice with 10 liters of water in the centrifuge to remove the excess of polyethylene glycol.
  • the powder cake was then dried at 60 ° C. at 300 mbar for 10 hours in a vacuum dryer (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Germany). Thereafter, the powder was sieved by means of a tumble sieve machine (mesh sieve: 245 ⁇ m, Siebtechnik GmbH, Mühlheim, Germany).
  • Table 1 Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH m PBC of PEG / PEO for the determination of the PEG / PEO content in the sample.
  • Methods for calculating the content of additive in the composition according to the invention 1) Method 1: For PEG / PEO in polypropylene:
  • Table 1 presents the DSC method as well as the integration limits and enthalpy of fusion of a PEG sample ⁇ H mPEe ).
  • the content of polyethylene oxide (PEO) can also be determined when used as an additive in the preparation.
  • the PEG / PEO enthalpy of fusion is determined in the 2nd heating run (segment 6 of the DSC method). Based on these values and with the aid of formula 1, the PEG / PEO content in the sample is determined as follows 100
  • D Hp EG is the PEG enthalpy of fusion in the sample determined by the method as shown in Table 1.
  • & H mPEG is the PEG enthalpy of fusion of a pure PEG sample (171 J / g) determined with Polyglycol 20000 S (Technical grade, Clariant, Switzerland).
  • DH additive is the enthalpy of fusion of the additive in the sample determined by the DSC
  • ⁇ H mAdditive is the enthalpy of fusion of the pure additive determined by DSC method 3.
  • the crystallization and melting temperatures of the compositions were determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation took place with the help of the software STARe 15.0.
  • the changes in the crystallization and melting temperatures of the inventive compositions with additive ("PP 01", "PP 02") compared to a composition without the addition of an additive (“PP without additive”) are shown in Table 2 and FIG.
  • FIG. 1 shows DSC thermograms of the samples "PP without additive”, “PP 01” and “PP 02", which are usually plotted as a function of the temperature (° C.). Instead of the ordinate, a reference bar of 20 mW is given.
  • the respective melting peaks ie the temperature TM at which the composition melts, can be recognized for the samples "PP without additive", “PP 01” and “PP 02".
  • the lower curves show the crystallization temperatures TK of the samples "PP without additive", "PP 01” and "PP 02".
  • the comparative sample "PP without additive” shows a crystallization temperature of about 115 ° C. (see Table 2: sample “PP without additive”, column “TK 1. heating rate (HR)", Figure 1: solid line, top DSC thermogram).
  • PP 01 an additive content of 0.64% by weight in the dried composition according to the invention
  • MW molecular weight
  • a change in the melting temperature TM of the compositions according to the invention compared to a sample without additive can be observed in that for the sample without additive a "double" peak at about 132 ° C and 141 ° C is observed (see Table 2: “Sample without additive ", column” TM 2. HR “; FIG. 1: lowest solid line).
  • a melting peak is seen which shows a shoulder and a peak at about 137.5 ° C.
  • Table 2 Crystallization and melting temperatures of polypropylene copolymer Samples (PP) without additive ("PP without additive") and with addition of additive ("PP 01", "PP 02").
  • the additive consisted of a mixture of PEG with one
  • Example 2 The preparation of the composition according to the invention of Example 2 was carried out according to Example 1.
  • the polypropylene-polyethylene copolymer (type QR674K) used was obtained in Example 2 from Sabic Innovative Plastics (Bergen op Zoom, Netherlands); Polyethylene glycol (Clariant, Switzerland) with a molecular weight of 35,000 D was used as the additive.
  • the content of PEG was determined analogously to Example 1.
  • the melting temperature TM and crystallization temperature TK of the inventive composition "PP 03" in comparison to a sample “PP without additive” is shown in Table 3.
  • the comparative sample "PP without additive” shows a crystallization temperature of about 120 ° C (see Table 3: sample “PP without additive", column “TK 1. heating rate (HR)").
  • Table 3 Crystallization and melting temperature of the polypropylene copolymer samples (PP) without addition of additive ("PP without additive”) and with addition of additive ("PP 03").
  • the additive consisted of PEG with a molecular weight (MW) of 35,000 D.
  • PEKK Polyether ketone ketone
  • the powder cake was washed twice more with 150 ml of water in an Erlenmeyer flask and filtered off in each Buchner funnel to remove the excess of PEG or PEO.
  • the powder cake was then dried at 60 ° C. at 300 mbar for 10 hours in a vacuum dryer (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Germany). Pulverpoben with the properties according to Table 5 were obtained.
  • the determination of the particle size distribution and sphericity (SPHT3) was carried out with Camsizer XT (Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Germany) according to DIN ISO 13322-2. with the module X-Flow in a solution of Triton X in distilled water (3% by mass). Evaluation according to Xarea.
  • Table 4 Percent PEKK and PEG 20000 and PEG 35000 and PEO of the tested compositions.
  • the content of PEG or PEO in the dried compositions was determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for the evaluation are shown in Table 6. Since PEKK does not crystallize as a quasi-amorphous polymer at 10 ° C / min or 20 ° C / min, it was measured to initiate crystallization at a cooling rate of 2 ° C / min in Segment 5, deviating from the standard.
  • Table 6 Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH ra PBC of PEG / PEO for the determination of the PEG / PEO content in the samples of PEKK.
  • the method for calculating the content of additive in the compositions according to the invention is carried out as described in Example 1.
  • the PEG / PEO enthalpy of fusion is determined in segment 8 instead of segment 6 of the DSC method.
  • PEKK-CF HT23, Advanced Laser Materials, Temple TX, USA
  • PEG polyethylene glycol
  • PEO polyethylene oxide
  • ZSE 27 MAXX Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg , Germany
  • the mixture after extrusion was cooled to room temperature on a conveyor belt at a cooling rate of 5 ° C / second (s) and packaged.
  • a portion of the mixture was subsequently dissolved in water at 70 ° C. with stirring (30 g in 150 ml of water), in a vibrating sieve machine (AS200, mesh size 300 ⁇ m, from Retsch, Haan, Germany). sieved and filtered off the filtrate ⁇ 300 pm by means of a Büchner funnel. Thereafter, the powder cake was washed twice with 150 ml of water in an Erlenmeyer flask and filtered off in each Buchner funnel to remove the excess of PEG or PEO. The powder cake was then dried at 60 ° C.
  • Table 8 Grain size distribution and DSC measurements of the tested (dried) compositions.
  • the content of PEG or PEO in the dried compositions was determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for Evaluation are shown in Table 9. The content of the PEG or PEO in the dried compositions is given in Table 8.
  • Table 9 Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH ra PEG of PEG / PEO for
  • Example 1 Method for calculating the content of additive in the composition according to the invention was carried out as described in Example 1.
  • the PEG / PEO enthalpy of fusion is determined in segment 8 instead of segment 6 of the DSC method. From Table 8 it can be seen that the grain size can be adjusted as a function of the molar mass of PEG and PEO. With increasing molecular weight (PEO content), the crystallization point of the material can also be reduced. The process also shows another great advantage for filled PEKK-CF, similar to the unfilled PEKK.
  • PEKK-CF without additive which is extruded without PEG / PEO, is present as quasi amorphous granules, because the cooling is very fast after the extrusion (in the DSC shows a cold recrystallization with exothermic peak at about 255 ° C with subsequent endothermic melting peak at 306 ° C., TM 1.
  • HR A joint integration of the post-crystallization peak followed by the melting peak gives a melting enthalpy of 0 J / g and thus a crystallinity of 0%, XC 1 HR, in the granules).
  • amorphous materials tend to be unfavorable to laser sintering.
  • the PEKK-CF powder is partially crystalline with a melting point TM (1st HR) of about 284 ° C and a crystallinity XM (1st HR) of 14.4-19.2%.
  • TM (1st HR) melting point
  • XM crystallinity XM
  • Polyetherimide (PEI) (Ultem 1010, Sabic Innovative Plastics, Bergen op Zoom, The Netherlands) was blended with polyethylene glycol (PEG, molecular weight (MW) 35,000 D, Clariant, Switzerland) and polyethylene oxide (PEO: molecular weight (MW) 100,000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N10) in a ratio of 30% by weight PEI to 70% by weight PEG and / or PEO together in an extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz
  • the powder cake was washed twice with 1500 ml of water in an Erlenmeyer flask and filtered off in each Buchner funnel to remove the excess of PEG or PEO.
  • the powder cake was then dried at 60 ° C. at 300 mbar for 10 hours in a vacuum dryer (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Germany). Powders with properties according to Table 10 were obtained.
  • the determination of the particle size distribution and sphericity (SPHT3) was carried out with Camsizer XT (Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Germany) according to DIN ISO 13322-2. with the module X-Flow in a solution of Triton X in distilled water (3% by mass). Evaluation according to Xarea.
  • Table 10 Percentage of PEI and PEG 20,000 and PEG 35,000 and PEO of the compositions tested, as well as data on the particle size distribution and DSC of the dried compositions.
  • the content of PEG or PEO in the dried compositions was determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for the evaluation are shown in Table 11. The content of the PEG or PEO in the dried compositions is given in Table 10.
  • Table 11 Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH m PBC of PEG / PEO for the determination of the PEG / PEO content in the samples of PEI.
  • the method for calculating the content of additive in the composition according to the invention was carried out as described in Example 1 in segment 6 of the DSC method.
  • the grain size can be adjusted as a function of the molecular weight of PEG and PEO. Since PEI is melt-amorphous, no melting point and no crystallization point can be determined.
  • the mixture was cooled to room temperature after extrusion on a conveyor belt at a cooling rate of 4 ° C / second (s) and packed up.
  • a portion of the mixture was subsequently dissolved in water at 70 ° C. with stirring (30 g in 150 ml of water), in a vibrating sieve machine (AS200, mesh size 300 ⁇ m, from Retsch, Haan, Germany). sieved and filtered off the filtrate ⁇ 300 pm by means of a Büchner funnel. Thereafter, the powder cake was washed twice with 150 ml of water in an Erlenmeyer flask and filtered off in each Buchner funnel to remove the excess of PEG or PEO. The powder cake was then dried at 60 ° C.
  • Table 13 Grain size distribution and DSC measurements of the tested (dried) compositions.
  • the content of PEG or PEO in the dried compositions was determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for the evaluation are shown in Table 14. The content of the PEG or PEO in the dried compositions is given in Table 13.
  • Table 14 Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH m PBC of PEG / PEO for determining the PEG / PEO content in the samples of polyphenylene sulfide.
  • Method for calculating the content of additive in the composition according to the invention is carried out as described in Example 1 in segment 6 of the DSC method.
  • the calculation of the crystallinity value by means of DSC is carried out with 1 12 J / g for theoretically 100% crystalline PPS.
  • the grain size can be adjusted as a function of the molar mass of PEG and PEO.
  • the particle size can be increased (see PPS-04 and PPS-05) if the proportion of the PEG having a molecular weight of 20,000 and 35,000 of 1: 1 is maintained ,
  • a polyamide 12 (PA12-16) (Grilamid L16 LM, EMS-Chemie, Switzerland) or a polyamide 12 (PA12-20) (Grilamid L20 LM, EMS-Chemie, Switzerland) were mixed with polyethylene glycol
  • Table 15 Percent PA12 and PEG 20000 and PEG 35000 and PEO of the tested compositions and MVR.
  • Table 16 Grain size distribution and DSC measurements of the tested (dried) compositions.
  • the content of PEG or PEO in the dried compositions was determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for the evaluation are shown in Table 17. The content of the PEG on the dried compositions is given in Table 16.
  • the calculation of the crystallinity value for polyamide 12 is carried out by means of DSC from the enthalpy of fusion or crystallization enthalpy with 209.5 J / g for theoretically 100% crystalline polyamide 12.
  • Table 17 Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH m PBC of PEG / PEO for determining the PEG / PEO content in the sample of PA-12.
  • the method for calculating the content of additive in the composition according to the invention is carried out as described in Example 1.
  • the PEG / PEO enthalpy of fusion is determined in segment 6 of the DSC method.
  • the grain size can be adjusted depending on the melt viscosity of the polyamide 12 used. With a higher melt viscosity, which is equivalent to a higher molecular weight, a smaller particle size distribution is obtained when working with the same PEG content.

Abstract

The invention relates to a composition comprising at least one polymer, wherein the polymer is provided in the form of polymer particles, and the composition contains at least one additive, said additive having a proportion of maximally 2 wt.% of the composition. The invention additionally relates to a method for producing the composition according to the invention, to a method for producing a component comprising the composition according to the invention, and to the use of the composition according to the invention.

Description

Zusammensetzung für additive Fertigungsverfahren  Composition for additive manufacturing processes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung umfassend zumindest ein Polymer, wobei die Zusammensetzung zumindest ein Additiv enthält, wobei das Additiv einen Anteil von höchstens 2 Gew.-% an der Zusammensetzung aufweist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sowie ein Bauteil umfassend eine erfindungsgemäße Zusammensetzung und die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Additive Fertigungsverfahren zur Herstellung von Prototypen und die industrielle Fertigung von Bauteilen, die auf der Basis von pulverförmigen Werkstoffen arbeiten, ermöglichen die Herstellung von plastischen Gegenständen und gewinnen stetig an Bedeutung. Bei den Fertigungsverfahren werden schichtweise durch selektives Aufschmelzen und Verfestigen bzw. durch Aufbringen eines Binders und/oder Klebers die gewünschten Strukturen hergestellt. Der Prozess wird auch als „Additive Manufacturing“, „Digital Fabrication“ oder„Dreidimensionaler (3D)-Druck“ bezeichnet. The present invention relates to a composition comprising at least one polymer, wherein the composition contains at least one additive, wherein the additive has a content of at most 2 wt .-% of the composition. Furthermore, the present invention relates to a process for the preparation of the composition according to the invention and to a component comprising a composition according to the invention and the use of the composition according to the invention. Additive manufacturing processes for the production of prototypes and the industrial production of components based on powdered materials enable the manufacture of plastic objects and are becoming increasingly important. In the manufacturing processes, the desired structures are produced in layers by selective melting and solidification or by applying a binder and / or adhesive. The process is also referred to as additive manufacturing, digital fabrication, or three-dimensional (3D) printing.
Schon seit Jahrzehnten werden Verfahren in industriellen Entwicklungsprozessen zur Herstellung von Prototypen verwendet (Rapid Prototyping). Durch den technologischen Fortschritt der Systeme wurde jedoch auch mit der Fertigung von Teilen begonnen, welche den Qualitätsansprüchen eines Endprodukts gerecht werden (Rapid Manufacturing). For decades, processes in industrial development processes have been used to produce prototypes (rapid prototyping). However, the technological advances of the systems have also begun to produce parts that meet the quality requirements of a final product (rapid manufacturing).
In der Praxis wird der Begriff „additive Fertigung“ auch oft durch„generative Fertigung“ oder „Rapid Technology“ ersetzt. Additive Fertigungsverfahren, welche einen pulverförmigen Werkstoff verwenden, sind beispielsweise Sintern, Schmelzen oder Verkleben durch Binder. In practice, the term "additive manufacturing" is often replaced by "additive manufacturing" or "rapid technology". Additive manufacturing processes which use a powdery material include, for example, sintering, melting or bonding by binders.
Als pulverförmige Werkstoffe zur Herstellung von Formkörpern werden häufig Polymersysteme eingesetzt. Industrielle Anwender solcher Systeme verlangen eine gute Verarbeitbarkeit, hohe Formtreue und gute mechanische Eigenschaften daraus hergestellter Formkörper. As powdery materials for the production of moldings polymer systems are often used. Industrial users of such systems require good processability, high dimensional accuracy and good mechanical properties of moldings produced therefrom.
Bei der Herstellung von 3D Bauteilen setzt die Kristallisation des Polymers während des Abkühlens ein. Der Prozess des Kristallisierens ist aber immer mit geometrischen Veränderungen, Schrumpf und oftmals Verzug des 3D Bauteils verbunden. Eine Verzögerung der Kristallisation, d. h. eine Erniedrigung der Temperatur, bei welcher das Polymer kristallisiert, ist zudem vorteilhaft, um eine Schichtanbindung in der Schmelze mit den darunterliegenden Bauteilschichten zu erzielen, da nur in der Schmelze eine Interdiffusion zwischen den Schichten stattfinden kann. Bei ungenügender Schichthaftung durch vorzeitige Kristallisation neigen 3D Bauteile im Endzustand zur Delamination und verlieren an Festigkeit. Die Bauraumtemperatur beim Herstellprozess sollte also möglichst so geführt werden, dass das Kristallisieren des Polymers während des Bauprozesses möglichst lange unterdrückt wird. Gelingt dies nicht, treten während der Herstellung Prozessfehler wie beispielsweise Verzug auf. In the production of 3D components, the crystallization of the polymer begins during cooling. However, the process of crystallization is always associated with geometric changes, shrinkage and often distortion of the 3D component. A Retardation of the crystallization, ie a lowering of the temperature at which the polymer crystallizes, is also advantageous in order to achieve a layer connection in the melt with the underlying component layers, since interdiffusion between the layers can take place only in the melt. In the case of insufficient layer adhesion due to premature crystallization, 3D components in the final state tend to delaminate and lose strength. The installation space temperature during the production process should thus be conducted as far as possible so that the crystallization of the polymer during the building process is suppressed as long as possible. If this fails, process errors such as distortion occur during production.
Bei der Herstellung von 3D Bauteilen muss also einerseits die Bauraumtemperatur über der Kristallisationstemperatur des jeweiligen Polymers liegen, andererseits muss die Temperatur aber zwingend unter dem Schmelzpunkt liegen, da ansonsten der Pulverkuchen im Bauraum schmelzen würde. Den Temperaturbereich zwischen der Kristallisationstemperatur (TK) und der Schmelztemperatur (TM) nennt man das Prozessfenster bzw. das Sinterfenster des Polymers. Überlappen sich Kristallisation und Aufschmelzen eines Polymers auf der Temperaturachse zu einem wesentlichen Anteil, so ist dieses Polymer mit hoher Wahrscheinlichkeit dem Prozess nicht zugänglich, d. h. es weist kein ausreichendes Prozessfenster auf. In the production of 3D components, on the one hand, the installation space temperature must be above the crystallization temperature of the respective polymer, on the other hand, however, the temperature must necessarily be below the melting point, since otherwise the powder cake would melt in the installation space. The temperature range between the crystallization temperature (TK) and the melting temperature (TM) is called the process window or the sintered window of the polymer. If crystallization and melting of a polymer overlap on the temperature axis to a significant extent, this polymer is highly likely not accessible to the process, d. H. it does not have a sufficient process window.
Um ein Material, beispielsweise ein Polymersystem, in seinen Eigenschaften so anzupassen, dass dieses für additive Fertigungsverfahren geeignet ist, müssen zudem häufig Additive zugesetzt werden. Solche Additive führen häufig zu unerwünschten Eigenschaften, wie beispielsweise einem ungünstigen Aufschmelzverhalten durch Verkleinerung des Prozessfensters, d. h. des Temperaturbereichs, bei welchem das Polymersystem verarbeitet werden kann. Auch kann sich die Kristallisationstemperatur des Polymers, beispielsweise durch den Zusatz von Rieselhilfsmitteln bzw. Antiagglomerationsmitteln, ungünstig erhöhen, wodurch sich wiederum das Prozessfenster verkleinert. Moreover, in order to adapt a material, for example a polymer system, in terms of its properties so that it is suitable for additive manufacturing processes, it is often necessary to add additives. Such additives often lead to undesirable properties, such as an unfavorable melting behavior by reducing the process window, d. H. the temperature range at which the polymer system can be processed. Also, the crystallization temperature of the polymer, for example by the addition of flow aids or anti-agglomeration agents, unfavorably increase, which in turn reduces the process window.
Weitere unerwünschte Effekte bei Zugabe von Additiven können sich beispielsweise auch in einer Neigung zum Verzug bzw. einer mangelhaften Maßhaltigkeit der Bauteile äußern, wodurch die Verwendung der Additive bzw. von Systemen mit solchen Additiven in additiven Fertigungsverfahren stark begrenzt wird. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung vorzusehen, die bevorzugt in additiven Fertigungsprozessen als Werkstoff für die Herstellung von Formkörpern mit einer prozesssicheren mechanischen Stabilität und hoher Formtreue geeignet ist. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung bereitzustellen, welche ein größeres Prozessfenster aufweist. Further undesirable effects with the addition of additives can also be expressed, for example, in a tendency to warp or a poor dimensional stability of the components, which severely limits the use of the additives or of systems with such additives in additive manufacturing processes. It is therefore an object of the present invention to provide a composition which is preferably suitable in additive manufacturing processes as a material for the production of moldings with a process-reliable mechanical stability and high dimensional accuracy. In particular, it is an object of the present invention to provide a composition having a larger process window.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 gelöst, welche zumindest ein Polymer und zumindest ein Additiv umfasst. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung gemäß Anspruch 16, durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils gemäß Anspruch 17 sowie durch eine Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung gemäß Anspruch 20 gelöst. Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Zusammensetzung, insbesondere als Baumaterial für eine oben genannte additive Fertigung, umfassend This object is achieved by a composition according to claim 1, which comprises at least one polymer and at least one additive. Furthermore, the object is achieved by a method for producing the composition according to claim 16, by a method for producing a component according to claim 17 and by a use of the composition according to the invention according to claim 20. The present invention therefore relates to a composition, in particular as a building material for an aforementioned additive manufacturing, comprising
(a) zumindest ein Polymer,  (a) at least one polymer,
wobei das Polymer in Form von Polymerpartikeln vorliegt und wobei das Polymer ausgewählt ist aus zumindest einem thermoplastischen Polymer, und  wherein the polymer is in the form of polymer particles and wherein the polymer is selected from at least one thermoplastic polymer, and
(b) zumindest ein Additiv,  (b) at least one additive,
wobei das zumindest eine Additiv einen Anteil von mindestens 0,005 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 0,05 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,075 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von mindestens 0,1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 0,2 Gew.-%, an der Zusammensetzung aufweist,  wherein the at least one additive has a content of at least 0.005 wt .-%, preferably of at least 0.01 wt .-%, particularly preferably of at least 0.05 wt .-%, in particular of at least 0.075 wt .-%, particularly preferably of has at least 0.1 wt .-%, most preferably of at least 0.2 wt .-%, of the composition,
und/oder  and or
wobei das Additiv einen Anteil von höchstens 2 Gew.-%, bevorzugt von höchstens 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, insbesondere von höchstens 0,7 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-%, an der Zusammensetzung aufweist.  wherein the additive has a content of at most 2 wt .-%, preferably of at most 1, 5 wt .-%, particularly preferably of at most 1 wt .-%, in particular of at most 0.7 wt .-%, particularly preferably of at most 0 5% by weight of the composition.
In ihrer einfachsten Ausführungsform umfasst eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ein Polymer bzw. ein Polymersystem, welches ausgewählt ist aus einem thermoplastischen Polymer und einem Additiv. Unter einem Additiv wird dabei ein Stoff verstanden bei dem es sich insbesondere um ein amorphes und/oder teilkristallines und/oder kristallines Polymer, um ein Polyol, um ein Tensid und/oder um ein Schutzkolloid handeln kann, welches bzw. welche es ermöglicht/en, bereits in sehr geringen Konzentrationen von bis zu 2 Gew.-% die Kristallisationstemperatur und/oder Kristallisationsenthalpie des thermoplastischen Polymers zu erniedrigen. Insbesondere kann die Kristallisationsenthalpie um einen prozentualen Anteil verringert werden, welcher im Verhältnis höher ist, als die Konzentration des Additivs. Das Verhältnis der Kristallisationsenthalpie zu der Konzentration des Additivs liegt vorzugsweise um 10 %, bevorzugt um 20 %, besonders bevorzugt um 50 % und insbesondere um 100 % höher. In its simplest embodiment, a composition according to the invention comprises a polymer or a polymer system which is selected from a thermoplastic polymer and an additive. In this context, an additive is understood as meaning a substance which may be, in particular, an amorphous and / or partially crystalline and / or crystalline polymer, a polyol, a surfactant and / or a protective colloid, which or which make it possible to lower the crystallization temperature and / or enthalpy of crystallization of the thermoplastic polymer even in very low concentrations of up to 2% by weight. In particular, the enthalpy of crystallization can be reduced by a percentage which is relatively higher than the concentration of the additive. The ratio of the enthalpy of crystallization to the concentration of the additive is preferably about 10%, preferably about 20%, particularly preferably about 50% and in particular about 100% higher.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Additiv um ein teilkristallines Polymer, um ein teilkristallines Polyol und/oder um ein teilkristallines Tensid und/oder um ein teilkristallines Schutzkolloid. Bevorzugt ist das Additiv bei Raumtemperatur in Wasser löslich. Insbesondere weist ein Additiv eine Löslichkeit von mindestens etwa 30 g/l Wasser auf. The additive is preferably a partially crystalline polymer, a partially crystalline polyol and / or a partially crystalline surfactant and / or a partially crystalline protective colloid. Preferably, the additive is soluble in water at room temperature. In particular, an additive has a solubility of at least about 30 g / L of water.
Vorzugsweise liegt die erfindungsgemäße Zusammensetzung in Form eines Pulvers vor. Preferably, the composition according to the invention is in the form of a powder.
Erfindungsgemäß weist die Zusammensetzung einen Gehalt des Additivs von mindestens 0,005 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 0,05 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,075 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von mindestens 0,1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 0,2 Gew.-% an der Zusammensetzung auf, und/oder die Zusammensetzung weist einen Gehalt des Additivs von höchstens 2 Gew.-%, bevorzugt von höchstens 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, insbesondere von höchstens 0,7 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-% auf. Methoden zur Bestimmung des Gehalts des Additivs in der Zusammensetzung bzw. dem Polymer sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise mittels DSC (Differential Scanning Calorimetry, DIN EN ISO 1 1357) erfolgen. Das Additiv ist dabei vorzugsweise an das Polymer bzw. die Polymerpartikel gebunden, zum Beispiel auf deren Oberfläche an- oder aufgelagert. According to the invention, the composition has a content of the additive of at least 0.005 wt .-%, preferably of at least 0.01 wt .-%, particularly preferably of at least 0.05 wt .-%, in particular of at least 0.075 wt .-%, particularly preferably of at least 0.1% by weight, very particularly preferably of at least 0.2% by weight of the composition, and / or the composition has a content of the additive of at most 2% by weight, preferably of at most 1, 5 wt .-%, particularly preferably of at most 1 wt .-%, in particular of at most 0.7 wt .-%, particularly preferably of at most 0.5 wt .-% to. Methods for determining the content of the additive in the composition or the polymer are known to the person skilled in the art and can be carried out, for example, by means of DSC (Differential Scanning Calorimetry, DIN EN ISO 1 1357). The additive is preferably bound to the polymer or the polymer particles, for example, on the surface or deposited.
Erfindungsgemäß kann ein solcher Anteil eines Additivs an der Zusammensetzung bzw. dem Polymer eine Erniedrigung der Kristallisationstemperatur und/oder eine Erhöhung des Unterschieds DTK/TM der Kristallisationstemperatur (TK) und der Schmelztemperatur (TM), also eine Erweiterung des Prozessfensters bewirken. Unter Kristallisationstemperatur und Schmelztemperatur ist dabei die Peaktemperatur zu verstehen, wie sie in der DIN EN ISO 11357 definiert ist. According to the invention, such a proportion of an additive in the composition or the polymer can bring about a lowering of the crystallization temperature and / or an increase in the difference DTK / TM of the crystallization temperature (TK) and the melting temperature (TM), ie an expansion of the process window. Under Crystallization temperature and melting temperature is to be understood as the peak temperature, as defined in DIN EN ISO 11357.
Methoden zur Bestimmung der Kristallisationstemperatur und der Schmelztemperatur sind dem Fachmann bekannt und können üblicherweise mit Hilfe der dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC) gemäß DIN EN ISO 1 1357 gemessen werden. Um eine Vergleichbarkeit der Messungen des Polymers mit und ohne Additiv zu gewährleisten, erfolgt die Bestimmung mittels DSC dabei so, dass stets dieselben Methoden unter Einhaltung der gleichen Haltezeiten, Heizraten, Anfangstemperatur und Endtemperatur angewendet werden. Methods for determining the crystallization temperature and the melting temperature are known to the person skilled in the art and can usually be measured by means of differential scanning calorimetry (DSC) according to DIN EN ISO 1 1357. In order to ensure comparability of the measurements of the polymer with and without additive, the determination by means of DSC is carried out in such a way that always the same methods are used while maintaining the same holding times, heating rates, initial temperature and final temperature.
Der Kristallisationsgrad ist durch verschiedene analytische Methoden messbar, wie beispielsweise mittels DSC. Hierbei wird der Kristallisationsgrad über die Schmelzenthalpie [J/g] (im Vergleich zu einem Polymer, welches theoretisch zu 100% kristallin ist) berechnet. Unter der Bezeichnung Schmelzenthalpie wird die Energiemenge verstanden, die benötigt wird, um eine Stoffprobe an ihrem Schmelzpunkt bei konstantem Druck (isobar) zu schmelzen, also vom festen in den flüssigen Aggregatszustand zu überführen. Ein zu hoher Gehalt des Additivs führt jedoch zu nachteiligen Verklebungs- und/oder Verbackungseffekten der Polymerpartikel, wodurch die Rieselfähigkeit und die Prozessfähigkeit der Partikel stark beeinträchtigt werden. Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass ein Gehalt von höchstens 2 Gew.-% des Additivs in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Verklebungs- und/oder Verbackungseffekten wirkungsvoll Vorbeugen kann und dabei gleichzeitig die Schütteigenschaften vorteilhaft verbessert werden. The degree of crystallization can be measured by various analytical methods, such as DSC. Here, the degree of crystallinity is calculated via the enthalpy of fusion [J / g] (in comparison to a polymer which is theoretically 100% crystalline). The term enthalpy of fusion is understood to mean the amount of energy required to melt a substance sample at its melting point at constant pressure (isobaric), ie to transfer it from the solid to the liquid state of aggregation. However, too high a content of the additive leads to disadvantageous adhesion and / or caking effects of the polymer particles, as a result of which the flowability and the process capability of the particles are greatly impaired. Surprisingly, it has now been found that a content of at most 2% by weight of the additive in the composition according to the invention can effectively prevent sticking and / or caking effects and at the same time advantageously improve the pouring properties.
Des Weiteren gewährleistet die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine homogene Pulverstruktur, sodass hierdurch eine verbesserte Fließfähigkeit bzw. Rieselfähigkeit und damit im Zuge von additiven Fertigungsprozessen ein gleichmäßiger Pulvereintrag ermöglicht wird. Eine gute Fließfähigkeit eines Schüttguts ist dann gegeben, wenn das Schüttgut leicht zum Fließen gebracht werden kann. Die wichtigste Kenngröße hierfür ist die Rieselfähigkeit, also das Ausmaß der freien Beweglichkeit des Schüttguts. Unter einem Polymer bzw. einem Polymersystem wird in der vorliegendenFurthermore, the composition according to the invention ensures a homogeneous powder structure, so that in this way an improved flowability or flowability and thus in the course of additive manufacturing processes a uniform powder introduction is made possible. A good flowability of a bulk material is given when the bulk material can be easily made to flow. The most important parameter for this is the flowability, ie the extent of the free mobility of the bulk material. Under a polymer or a polymer system is used in the present
Patentanmeldung zumindest ein Homo- und/oder ein Heteropolymer verstanden, welches aus mehreren Monomeren aufgebaut ist. Während Homopolymere eine kovalente Verkettung gleicher Monomere aufweisen, sind Heteropolymere (auch Copolymere genannt) aus kovalenten Verkettungen unterschiedlicher Monomere aufgebaut. Dabei kann ein Polymersystem gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl ein Gemisch aus den oben genannten Homo- und/oder Heteropolymeren bzw. auch mehr als ein Polymersystem umfassen. Ein solches Gemisch wird in der vorliegenden Patentanmeldung auch als Polymerblend bezeichnet. Patent application understood at least one homo- and / or a heteropolymer, which is made up of several monomers. While homopolymers have a covalent linking of identical monomers, heteropolymers (also called copolymers) are composed of covalent linkages of different monomers. In this case, a polymer system according to the present invention may comprise both a mixture of the abovementioned homo- and / or heteropolymers or else more than one polymer system. Such a mixture is also referred to in the present patent application as a polymer blend.
Heteropolymere im Sinne der vorliegenden Erfindung können dabei ausgewählt sein aus statistischen Copolymeren, in denen die Verteilung der beiden Monomeren in der Kette zufällig ist, aus Gradientcopolymeren, die prinzipiell den statistischen Copolymeren ähnlich sind, in denen jedoch der Anteil des einen Monomers im Verlauf der Kette zu- und des anderen abnimmt, aus alternierenden Copolymeren, in denen sich die Monomere alternierend abwechseln, aus Blockcopolymeren bzw. Segmentcopolymeren, die aus längeren Sequenzen oder Blöcken jedes Monomers bestehen, und ausHeteropolymers in the context of the present invention can be selected from random copolymers in which the distribution of the two monomers in the chain is random, from gradient copolymers which are in principle similar to the random copolymers, but in which the proportion of one monomer in the course of the chain and the other decreases, from alternating copolymers in which the monomers alternately alternate, from block copolymers or segment copolymers consisting of longer sequences or blocks of each monomer, and from
Pfropfcopolymeren, bei denen Blöcke eines Monomers auf das Gerüst (Rückgrat) eines anderen Monomers aufgepfropft sind. Graft copolymers in which blocks of one monomer are grafted onto the backbone of another monomer.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann vorteilhaft für additive Fertigungsprozesse eingesetzt werden. Zu additiven Fertigungsprozessen zählen insbesondere Verfahren, die zur Herstellung von Prototypen (Rapid Prototyping) und Bauteilen (Rapid Manufacturing) geeignet sind, bevorzugt aus der Gruppe von Pulverbett- basierten Verfahren umfassend Laser-Sintern, Highspeed-Sintern, Multi-Jet Fusion, Binder Jetting, selektives Masken-Sintern oder selektives Laser-Schmelzen. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung jedoch zur Verwendung für Laser-Sintern vorgesehen. Der Begriff „Laser-Sintern“ ist dabei gleichbedeutend zu dem Begriff „selektives Laser-Sintern“ zu verstehen; der Letztere ist lediglich die ältere Bezeichnung. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:The composition of the invention can be advantageously used for additive manufacturing processes. Additive manufacturing processes include in particular processes which are suitable for the production of prototypes (rapid prototyping) and components (rapid manufacturing), preferably from the group of powder bed-based processes comprising laser sintering, high-speed sintering, multi-jet fusion, binder jetting selective mask sintering or selective laser melting. In particular, however, the composition of the invention is intended for use in laser sintering. The term "laser sintering" is synonymous with the term "selective laser sintering" to understand; the latter is just the older name. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a composition according to the invention, the method comprising the following steps:
(i) Bereitstellen zumindest eines Polymers, wobei das Polymer ausgewählt ist aus zumindest einem thermoplastischen Polymer, (i) providing at least one polymer, wherein the polymer is selected from at least one thermoplastic polymer,
(ii) Mischen, vorzugsweise Dispergieren, des Polymers mit einem Additiv,  (ii) mixing, preferably dispersing, the polymer with an additive,
(iii) Entfernen, insbesondere Abtrennen, des Additivs zum Erhalt einer Zusammensetzung,  (iii) removing, especially separating, the additive to obtain a composition,
wobei die Zusammensetzung einen Gehalt des zumindest einen Additivs von mindestens 0,005 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 0,05 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,075 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von mindestens 0,1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 0,2 Gew.-% an der Zusammensetzung aufweist, wherein the composition has a content of the at least one additive of at least 0.005 wt .-%, preferably of at least 0.01 wt .-%, particularly preferably of at least 0.05 wt .-%, in particular of at least 0.075 wt .-%, in particular preferably of at least 0.1% by weight, most preferably of at least 0.2% by weight of the composition,
und/oder and or
wobei die Zusammensetzung einen Gehalt des Additivs von höchstens 2 Gew.-%, bevorzugt von höchstens 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, insbesondere von höchstens 0,7 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-% aufweist. Unter„Bereitstellen“ wird dabei sowohl eine Herstellung vor Ort als auch ein Zuliefern eines Polymers bzw. eines Polymersystems verstanden. wherein the composition has a content of the additive of at most 2 wt .-%, preferably of at most 1, 5 wt .-%, particularly preferably of at most 1 wt .-%, in particular of at most 0.7 wt .-%, particularly preferably of has at most 0.5 wt .-%. By "providing" is meant both an on-site production and a delivery of a polymer or a polymer system.
Im Folgenden werden die Bezeichnungen Mischen, Beimischen, Blenden und Compoundieren als synonym verstanden. Ein Vorgang des Mischens, Beimischens, Biendens bzw. des Compoundierens kann dabei im Zuge einer Extrusion im Extruder, im Kneter, im Dispergator und/oder im Rührer erfolgen und umfasst gegebenenfalls Verfahrensoperationen wie beispielsweise Aufschmelzen, Dispergieren usw. Bevorzugt erfolgt ein Mischvorgang im Extruder, besonders bevorzugt durch Schmelzextrusion. Alternativ kann ein Mischvorgang des Polymers mit einem Additiv, vorzugsweise in der Schmelze, in einem Kneter erfolgen. Jedoch ist es bevorzugt, dass der Mischvorgang in einem Extruder, insbesondere durch Schmelzextrusion, erfolgt. In the following, the terms mixing, admixing, blending and compounding are understood to be synonymous. A process of mixing, admixing, blending or compounding can take place in the course of an extrusion in the extruder, in the kneader, in the disperser and / or in the stirrer and optionally comprises process operations such as melting, dispersing, etc. Preferably, a mixing process takes place in the extruder, particularly preferably by melt extrusion. Alternatively, a mixing operation of the polymer with an additive, preferably in the melt, can take place in a kneader. However, it is preferred that the mixing process takes place in an extruder, in particular by melt extrusion.
Vorzugsweise erfolgt das Entfernen bzw. Abtrennen des Additivs durch Zentrifugieren und/oder Filtrieren. Insofern die erfindungsgemäße Zusammensetzung verpackt wird, erfolgt ein Verpackungsvorgang vorteilhaft unter Ausschluss von Feuchtigkeit. The removal or separation of the additive preferably takes place by centrifuging and / or filtering. Insofar as the composition according to the invention is packaged, a packaging process advantageously takes place in the absence of moisture.
Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zusammensetzung wird dabei vorteilhaft als verfestigbares Pulvermaterial in einem Verfahren zur schichtweisen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts aus pulverförmigem Material verwendet, bei dem aufeinander folgende Schichten des zu bildenden Objekts aus diesem verfestigbaren Pulvermaterial nacheinander an entsprechenden bzw. vorgegebenen Stellen durch den Eintrag von Energie, bevorzugt von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch den Eintrag von Laserlicht, verfestigt werden. A composition produced by the process according to the invention is advantageously used as a solidifiable powder material in a process for the layered production of a three-dimensional object of powdery material, successive layers of the object to be formed from this solidifiable powder material successively at corresponding or predetermined locations by the entry of energy, preferably of electromagnetic radiation, in particular by the entry of laser light, solidified.
Auch umfasst die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung, insbesondere für Lasersinterverfahren, welche nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhältlich ist bzw. erhalten wird. The present invention also includes a composition, in particular for laser sintering methods, which is obtainable or obtainable by the method described above.
Schließlich wird eine erfindungsgemäße Zusammensetzung zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines dreidimensionalen Objekts, durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials, vorzugsweise eines Pulvers, verwendet. Unter der Bezeichnung„Verfestigen“ ist dabei ein zumindest teilweises An- oder Aufschmelzen mit anschließendem Erstarren bzw. Wiederverfestigen des Aufbaumaterials zu verstehen. Finally, a composition according to the invention for producing a component, in particular a three-dimensional object, by layering and selectively solidifying a building material, preferably a powder, is used. The term "solidifying" is understood to mean at least partial melting or melting with subsequent solidification or resolidification of the building material.
Dabei weist ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Bauteils zumindest folgende Schritte auf: In this case, an advantageous method for producing a component has at least the following steps:
(i) Aufbringen einer Schicht einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung und/oder einer Zusammensetzung hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, vorzugsweise eines Pulvers, auf ein Baufeld, (i) applying a layer of a composition according to the invention and / or a composition prepared by a process according to the invention, preferably a powder, to a construction field,
(ii) selektives Verfestigen der aufgebrachten Schicht der Zusammensetzung an Stellen, die einem Querschnitt des herzustellenden Objekts entsprechen, bevorzugt mittels einer Bestrahlungseinheit, und  (ii) selectively solidifying the coated layer of the composition at locations corresponding to a cross-section of the object to be produced, preferably by means of an irradiation unit, and
(iii) Absenken des Trägers und Wiederholen der Schritte des Aufbringens und des Verfestigens, bis das Bauteil, insbesondere das dreidimensionale Objekt, fertiggestellt ist. Unter„Aufbaumaterial“ wird in der vorliegenden Patentanmeldung ein Pulver bzw. ein verfestigbares Pulvermaterial verstanden, welches mittels additiver Fertigungsverfahren, bevorzugt mittels Pulverbett-basierter Verfahren, insbesondere mittels Laser-Sintern bzw. Laserschmelzen, zu Formkörpern bzw. 3D-Objekten verfestigt werden kann. Als derartiges Aufbaumaterial eignet sich insbesondere die erfindungsgemäße Zusammensetzung. (Iii) lowering the carrier and repeating the steps of applying and solidifying until the component, in particular the three-dimensional object, is completed. In the present patent application, "build-up material" is understood as meaning a powder or a solidifiable powder material, which by means of additive manufacturing processes, preferably by means of powder bed-based method, in particular by means of laser sintering or laser melting, can be solidified into moldings or 3D objects. As such building material, in particular the composition of the invention is suitable.
Als Baufeld dient dabei eine Ebene, welche sich auf einem Träger innerhalb einer Maschine zur additiven Fertigung in einem bestimmten Abstand zu einer darüber angebrachten Bestrahlungseinheit, die zum Verfestigen des Aufbaumaterials geeignet ist, befindet. Auf dem Träger wird das Aufbaumaterial so positioniert, dass dessen oberste Schicht mit der Ebene übereinstimmt, welche verfestigt werden soll. Der Träger kann dabei im Laufe des Fertigungsverfahrens, insbesondere des Laser-Sinterns, so eingestellt werden, dass jede neu aufgebrachte Schicht des Aufbaumaterials dieselbe Entfernung zur Bestrahlungseinheit, vorzugsweise eines Lasers, aufweist und auf diese Weise durch Einwirkung der Bestrahlungseinheit verfestigt werden kann. The construction field used here is a plane which is located on a carrier within a machine for additive production at a specific distance from an irradiation unit mounted above it, which is suitable for solidifying the building material. On the support, the building material is positioned so that its uppermost layer coincides with the plane which is to be solidified. In the course of the manufacturing process, in particular laser sintering, the carrier can be adjusted so that each newly applied layer of the building material has the same distance to the irradiation unit, preferably a laser, and can be solidified in this way by the action of the irradiation unit.
Ein Bauteil, insbesondere ein 3D-Objekt, welches aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt wurde, kann eine vorteilhafte Zugfestigkeit und Bruchdehnung aufweisen. Die Zugfestigkeit kennzeichnet dabei die maximale mechanische Zugspannung, die im Werkstoff auftreten kann. Die Bestimmung der Zugfestigkeit ist dem Fachmann bekannt und kann beispielsweise nach der DIN EN ISO 527 bestimmt werden. Die Bruchdehnung kennzeichnet die Verformungsfähigkeit eines Werkstoffs im plastischen Bereich (auch Duktilität genannt) bis zum Bruch und kann beispielsweise mittels DIN EN ISO 527-2 bestimmt werden. Des Weiteren weist ein Bauteil, welches aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt wurde, eine verbesserte Maßhaltigkeit und/oder einen geringeren Bauteilverzug auf. Unter Maßhaltigkeit versteht man dabei, dass die Istmaße eines Werkstücks innerhalb der vereinbarten zulässigen Abweichung bzw. Toleranz vom festgelegten Nennmaß liegen. Im Lasersinterprozess kann diese Maßhaltigkeit vorzugsweise anhand des Bauteilverzugs ermittelt werden. Des Weiteren bezeichnet der Begriff die Beständigkeit eines Werkstoffes zum Beispiel im Hinblick auf eine Dehnung und Schrumpfung. Häufige Ursache von Maßveränderungen sind beispielsweise Temperatur, Druck- oder Zugkräfte, Alterung und Feuchtigkeit. Auch umfasst die vorliegende Erfindung ein Bauteil, welches nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhältlich ist bzw. erhalten wird. Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann sowohl im Rapid Prototyping als auch im Rapid Manufacturing erfolgen. Hierbei werden beispielsweise additive Fertigungsverfahren, bevorzugt aus der Gruppe von pulverbett-basierten Verfahren umfassend Laser-Sintern, Highspeed-Sintern, Binder Jetting, selektives Masken-Sintern, selektives Laser-Schmelzen, insbesondere zur Verwendung für Laser- Sintern, eingesetzt, bei welchen vorzugsweise dreidimensionale Objekte schichtweise durch selektives Projizieren eines Laserstrahls mit einer gewünschten Energie auf ein Pulverbett aus pulverförmigen Werkstoffen gebildet werden. Prototypen oder Fertigungsteile können durch diesen Prozess zeit- und kosteneffizient hergestellt werden. A component, in particular a 3D object, which has been produced from the composition according to the invention can have an advantageous tensile strength and elongation at break. The tensile strength characterizes the maximum mechanical tensile stress that can occur in the material. The determination of the tensile strength is known to the person skilled in the art and can be determined, for example, according to DIN EN ISO 527. The elongation at break marks the deformation capability of a material in the plastic range (also called ductility) until it breaks and can be determined, for example, by means of DIN EN ISO 527-2. Furthermore, a component which has been produced from the composition according to the invention has improved dimensional stability and / or lower component distortion. Dimensional accuracy is understood to mean that the actual dimensions of a workpiece lie within the agreed permissible deviation or tolerance from the specified nominal size. In the laser sintering process, this dimensional accuracy can preferably be determined on the basis of the component distortion. Further, the term refers to the durability of a material, for example, in terms of elongation and shrinkage. Frequent causes of dimensional changes are, for example, temperature, compressive or tensile forces, aging and moisture. Also, the present invention includes a component obtainable by the method described above. A use of the composition according to the invention can be carried out both in rapid prototyping and in rapid manufacturing. In this case, for example, additive manufacturing processes, preferably from the group of powder bed-based processes comprising laser sintering, high-speed sintering, binder jetting, selective mask sintering, selective laser melting, in particular for use for laser sintering, are used, in which preferably Three-dimensional objects are formed in layers by selectively projecting a laser beam having a desired energy onto a powder bed of powdered materials. Prototypes or production parts can be produced by this process in a time- and cost-efficient manner.
Mit„Rapid Manufacturing“ sind insbesondere Verfahren zur Herstellung von Bauteilen gemeint, also die Herstellung von mehr als einem gleichen Teil, bei dem aber die Produktion z. B. mittels eines Spritzgießwerkzeugs nicht wirtschaftlich oder aufgrund der Geometrie des Bauteils nicht möglich ist, vor allem, wenn die Teile eine sehr komplexe Gestaltung aufweisen. Beispiele hierfür sind Teile für hochwertige PKW, Renn- oder Rallyefahrzeuge, die nur in kleinen Stückzahlen hergestellt werden, oder Ersatzteile für den Motorsport, bei denen neben den kleinen Stückzahlen auch der Zeitpunkt der Verfügbarkeit eine Rolle spielt. Branchen, in welchen die erfindungsgemäßen Teile eingesetzt werden, können z. B. die Luft- und Raumfahrtindustrie sein, dieWith "rapid manufacturing" in particular processes for the production of components are meant, so the production of more than one same part, but in which the production z. B. by means of an injection molding tool is not economical or due to the geometry of the component is not possible, especially if the parts have a very complex design. Examples include parts for high-quality cars, racing or rally cars, which are produced only in small quantities, or spare parts for motor sports, where in addition to the small quantities and the timing of availability plays a role. Industries in which the parts of the invention are used, for. As the aerospace industry, the
Medizintechnik, der Maschinenbau, der Automobilbau, die Sportindustrie, die Haushaltswarenindustrie, Elektroindustrie bzw. Lifestyle. Ebenfalls von Bedeutung ist die Herstellung einer Vielzahl ähnlicher Bauteile, beispielsweise von personalisierten Bauteilen, wie Prothesen, (Innenohr)Hörgeräte und dergleichen, deren Geometrie individuell an den Träger angepasst werden kann. Medical engineering, mechanical engineering, automotive engineering, the sports industry, household goods industry, electrical industry or lifestyle. Also of importance is the production of a variety of similar components, such as personalized components, such as prostheses, (inner ear) hearing aids and the like, whose geometry can be customized to the wearer.
Schließlich umfasst die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung als verfestigbares Pulvermaterial in einem Verfahren zur schichtweisen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts aus pulverförmigem Material, bei dem aufeinander folgende Schichten des zu bildenden Objekts aus diesem verfestigbaren Pulvermaterial nacheinander an entsprechenden Stellen durch den Eintrag von Energie verfestigt werden, bevorzugt durch den Eintrag von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch den Eintrag von Laserlicht. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die Patentansprüche einer bestimmten Kategorie auch gemäß den abhängigen Ansprüchen einer anderen Kategorie weitergebildet sein können und Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden können. Finally, the present invention comprises a composition as a solidifiable powder material in a process for the layered production of a three-dimensional object of powdered material, in which successive layers of the object to be formed from this solidifiable powder material successively solidified at corresponding points by the entry of energy, preferably by the entry of electromagnetic radiation, in particular by the entry of laser light. Further particularly advantageous embodiments and developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description, wherein the claims of a particular category may also be developed according to the dependent claims of another category and features of different embodiments may be combined to form new embodiments.
Wie eingangs erläutert, umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung zumindest ein Additiv. Bevorzugt ist ein solches Additiv mit dem zumindest einen thermoplastischen Polymer nicht mischbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Additiv ausgewählt aus einem teilkristallinen Polymer (wie beispielsweise Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon), einem teilkristallinen Celluloseether (wie beispielsweise Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose) und/oder einem teilkristallinen Polyacrylat, einer teilkristallinen Stärke, einem teilkristallinen Protein, einem teilkristallinen Alginat, einem teilkristallinen Pektin und/oder einer teilkristallinen Gelatine. As explained above, the composition according to the invention comprises at least one additive. Preferably, such an additive is immiscible with the at least one thermoplastic polymer. According to a preferred embodiment, the at least one additive is selected from a semi-crystalline polymer (such as polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone), a semi-crystalline cellulose ether (such as methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose) and / or a semi-crystalline polyacrylate, a semi-crystalline starch, a semi-crystalline protein , a semi-crystalline alginate, a semi-crystalline pectin and / or a semi-crystalline gelatin.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Additiv ausgewählt aus zumindest einem Polyol, insbesondere aus einem teilkristallinen Polyol. Besonders bevorzugt ist ein solches Polyol ausgewählt aus zumindest einem teilkristallinen Polyethylenglykol und/oder aus zumindest einem teilkristallinen Polyethylenoxid und/oder aus zumindest einem teilkristallinen Polyvinylalkohol, besonders bevorzugt aus zumindest einem teilkristallinen Polyethylenglykol. Insbesondere umfasst dabei ein Polyethylenglykol eine Mischung aus zumindest zwei teilkristallinen Polyethylenglykolen, welche vorzugsweise ein unterschiedliches Molekulargewicht aufweisen. Die Verwendung von Polyethylenglykolen mit unterschiedlichen Molekulargewichten ermöglicht dabei vorteilhaft die Einstellung einer geeigneten Viskosität. According to a particularly preferred embodiment, the additive is selected from at least one polyol, in particular a partially crystalline polyol. Such a polyol is particularly preferably selected from at least one partially crystalline polyethylene glycol and / or from at least one partially crystalline polyethylene oxide and / or from at least one partially crystalline polyvinyl alcohol, more preferably from at least one partially crystalline polyethylene glycol. In particular, a polyethylene glycol comprises a mixture of at least two partially crystalline polyethylene glycols, which preferably have a different molecular weight. The use of polyethylene glycols having different molecular weights advantageously makes it possible to set a suitable viscosity.
Bevorzugt weist das zumindest eine bevorzugt teilkristalline Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von mindestens 10 000 D, bevorzugt von mindestens 15 000 D, besonders bevorzugt von mindestens 20 000 D und/oder von höchstens 500 000 D, bevorzugt von höchstens 250 000 D, besonders bevorzugt von höchstens 100 000 D, insbesondere von höchstens 40 000 D, insbesondere bevorzugt von höchstens 35 000 D, auf. Ein besonders bevorzugtes Additiv umfasst eine Mischung aus zumindest zwei teilkristallinen Polyethylenglykolen mit einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 20 000 D und einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 500 000 D oder auch eine Mischung aus einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 35 000 D und einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 100 000 D, insbesondere eine Mischung aus einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 20 000 D und einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 35 000 D. The at least one preferably partially crystalline polyethylene glycol preferably has a molecular weight of at least 10,000 D, preferably of at least 15,000 D, particularly preferably of at least 20,000 D and / or of at most 500,000 D, preferably of at most 250,000 D, particularly preferably of at most 100 000 D, in particular of at most 40 000 D, in particular preferably of at most 35 000 D, on. A particularly preferred additive comprises a mixture of at least two partially crystalline polyethylene glycols with a polyethylene glycol having a Molecular weight of 20,000 D and a polyethylene glycol having a molecular weight of 500,000 D or else a mixture of a polyethylene glycol having a molecular weight of 35,000 D and a polyethylene glycol having a molecular weight of 100,000 D, in particular a mixture of a polyethylene glycol having a molecular weight of 20,000 D and a polyethylene glycol having a molecular weight of 35,000 D.
Weiter bevorzugt ist das Additiv ausgewählt aus einem Tensid, wie beispielsweise aus zumindest einem nicht ionischen organischen Tensid und/oder polymeren Tensid. Insbesondere ist das Tensid ausgewählt aus Natriumdodecylsulfat. Insbesondere liegt ein bevorzugtes Tensid in teilkristalliner Form vor. More preferably, the additive is selected from a surfactant such as at least one nonionic organic surfactant and / or polymeric surfactant. In particular, the surfactant is selected from sodium dodecyl sulfate. In particular, a preferred surfactant is present in partially crystalline form.
Insofern eine vorteilhafte Zusammensetzung mehr als ein Additiv umfasst, so addieren sich die Anteile der einzelnen Additive derart, dass deren Summe den erfindungsgemäßen Anteil wie oben spezifiziert ergeben. Insofar as an advantageous composition comprises more than one additive, the proportions of the individual additives add up in such a way that their sum gives the proportion according to the invention as specified above.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist eine vorteilhafte Zusammensetzung eine Kristallisationstemperatur auf, welche sich um mindestens 2 °C, bevorzugt um mindestens 3 °C, besonders bevorzugt um mindestens 4 °C, insbesondere um mindestens 5 °C, im Vergleich zum thermoplastischen Polymer ohne Additiv erniedrigt und/oder einen Unterschied DTK/TM der Kristallisationstemperatur (TK) und der Schmelztemperatur (TM), welcher sich um mindestens 1 °C, bevorzugt um mindestens 3 °C, besonders bevorzugt um mindestens 5 °C, erhöht. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist eine vorteilhafteAccording to a particularly preferred embodiment, an advantageous composition has a crystallization temperature which is at least 2 ° C., preferably at least 3 ° C., more preferably at least 4 ° C., in particular at least 5 ° C., in comparison to the thermoplastic polymer without additive and / or a difference DTK / TM of the crystallization temperature (TK) and the melting temperature (TM), which increases by at least 1 ° C, preferably by at least 3 ° C, more preferably by at least 5 ° C. According to a further preferred embodiment, an advantageous
Zusammensetzung eine Schmelzenthalpie von mindestens 20 J/g, bevorzugt von mindestens 40 J/g, insbesondere von mindestens 60 J/g, auf. Höchstens weist eine vorteilhafte Zusammensetzung eine Schmelzenthalpie von bis zu 150 J/g, bevorzugt von bis zu 140 J/g, insbesondere von bis zu 130 J/g, auf. Eine solche vorteilhafte Zusammensetzung ermöglicht eine bessere Abgrenzung des Bauteils von nicht versintertem Pulver, da hierdurch weniger an das Bauteil angrenzende Pulverpartikel angeschmolzen werden. Des Weiteren kann durch eine solche vorteilhafte Schmelzenthalpie eine höhere Bautemperatur und damit ein erweitertes Prozessfenster bewirkt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst eine vorteilhafte Zusammensetzung ein thermoplastisches Polymer, welches ausgewählt ist aus zumindest einem Polyetherimid, Polycarbonat, Polysulfon, Polyphenylensulfon, Polyphenylenoxid, Polyethersulfon, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylat- Copolymerisat (ASA), Polyvinylchlorid, Polyacrylat, Polyester, Polyamid, Polypropylen, Polyethylen, Polyaryletherketon, Polyether, Polyurethan, Polyimid, Polyamidimid, Polyolefin, Polyarylensulfid sowie deren Copolymere. Besonders bevorzugt umfasst das Polymer ein Polyamid und/oder ein Polypropylen. Das zumindest eine Polymer ist dabei bevorzugt ausgewählt aus zumindest einem Homo- und/oder Heteropolymeren und/oder aus einem Polymerblend, wobei das zumindest eine Homo- und/oder Heteropolymere und/oder Polymerblend besonders bevorzugt ein teilkristallines Homo- und/oder Heteropolymer und/oder amorphes Homo- und/oder Heteropolymer umfasst. Insbesondere ist das zumindest eine Homo- und/oder Heteropolymer und/oder Polymerblend ausgewählt aus zumindest einem teilkristallinen Polymer oder einem teilkristallinen Polymerblend aus zumindest einem teilkristallinen Polymer und mindestens einem weiteren teilkristallinen Polymer oder einem teilkristallinen Polymerblend aus zumindest einem teilkristallinen Polymer und einem amorphen Polymer. Composition has a melting enthalpy of at least 20 J / g, preferably of at least 40 J / g, in particular of at least 60 J / g on. At most, an advantageous composition has a melting enthalpy of up to 150 J / g, preferably of up to 140 J / g, in particular of up to 130 J / g. Such an advantageous composition allows a better delimitation of the component of non-sintered powder, as this less fused to the component powder particles are melted. Furthermore, such a favorable melting enthalpy can bring about a higher building temperature and thus an extended process window. According to a preferred embodiment, an advantageous composition comprises a thermoplastic polymer which is selected from at least one polyetherimide, polycarbonate, polysulfone, polyphenylene sulfone, polyphenylene oxide, polyethersulfone, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer (ASA ), Polyvinyl chloride, polyacrylate, polyester, polyamide, polypropylene, polyethylene, polyaryletherketone, polyether, polyurethane, polyimide, polyamideimide, polyolefin, polyarylene sulfide and copolymers thereof. The polymer particularly preferably comprises a polyamide and / or a polypropylene. The at least one polymer is preferably selected from at least one homopolymer and / or heteropolymer and / or from a polymer blend, wherein the at least one homo- and / or heteropolymer and / or polymer blend particularly preferably a partially crystalline homo- and / or heteropolymer and / or amorphous homo- and / or heteropolymer. In particular, the at least one homo- and / or heteropolymer and / or polymer blend is selected from at least one semicrystalline polymer or a partially crystalline polymer blend of at least one semicrystalline polymer and at least one further semicrystalline polymer or a partially crystalline polymer blend of at least one semicrystalline polymer and an amorphous polymer.
Unter dem Begriff „teilkristallin“ ist im vorliegenden Fall ein Stoff zu verstehen, welcher sowohl kristalline als auch amorphe Bereiche enthält. Ein Polymer wird als im Wesentlichen amorph angesehen, wenn sein Kristallinitätsgrad im festen Zustand bei 5 Gew.-% oder geringer, insbesondere bei 2 Gew.-% oder geringer, liegt. Ein Polymer wird insbesondere dann als im Wesentlichen amorph angesehen, wenn mittels dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) kein Schmelzpunkt feststellbar ist und/oder die Schmelzenthalpie unter 1 J/g liegt. Ein teilkristalliner Stoff kann schließlich bis zu 95 Gew.-%, bevorzugt bis zu 99 Gew.-%, insbesondere bis zu 99,9 Gew.-%, kristalline Bereiche umfassen. The term "partially crystalline" in the present case means a substance which contains both crystalline and amorphous regions. A polymer is considered substantially amorphous if its degree of crystallinity in the solid state is 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less. A polymer is considered to be substantially amorphous in particular if no melting point can be determined by means of differential scanning calorimetry (DSC) and / or the enthalpy of fusion is below 1 J / g. Finally, a partially crystalline substance can comprise up to 95% by weight, preferably up to 99% by weight, in particular up to 99.9% by weight, of crystalline regions.
Bevorzugt weist das Heteropolymer bzw. Copolymer mindestens zwei verschiedene Wiederholungseinheiten und/oder mindestens ein Polymerblend auf der Basis der vorgenannten Polymere und Copolymere auf. Vorzugsweise ist ein solches Heteropolymer bzw. Copolymer und oder Polymerblend teilkristallin. Unter Verwendung eines oder mehrerer der genannten Polymere (Homopolymere, Copolymere oder Polymerblends) lässt sich ein pulverförmiges Material hersteilen, welches zumindest teilweise teilkristallin ist. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst bevorzugt ein Polymer und/oder ein Copolymer und/oder ein Polymerblend mit einer Schmelztemperatur von mindestens etwa 50 °C, bevorzugt von mindestens etwa 100 °C. Die Schmelztemperatur des Polymers und/oder des Copolymers und/oder des Polymerblends liegt dabei bei höchstens etwa 400 °C, bevorzugt bei höchstens etwa 350 °C. Unter dem Begriff„Schmelztemperatur“ ist dabei die Temperatur bzw. der Temperaturbereich zu verstehen, bei welcher ein Stoff, vorzugsweise ein Polymer bzw. Copolymer bzw. Polymerblend vom festen in den flüssigen Aggregatszustand übergeht. The heteropolymer or copolymer preferably has at least two different repeat units and / or at least one polymer blend based on the abovementioned polymers and copolymers. Preferably, such a heteropolymer or copolymer and / or polymer blend is partially crystalline. By using one or more of the polymers mentioned (homopolymers, copolymers or polymer blends), it is possible to produce a pulverulent material which is at least partially semicrystalline. A composition according to the invention preferably comprises a polymer and / or a copolymer and / or a polymer blend having a melting temperature of at least about 50 ° C, preferably of at least about 100 ° C. The melting temperature of the polymer and / or the copolymer and / or the polymer blend is at most about 400 ° C, preferably at most about 350 ° C. The term "melting temperature" is understood to mean the temperature or the temperature range at which a substance, preferably a polymer or copolymer or polymer blend, passes from the solid to the liquid state of aggregation.
Insofern in der vorliegenden Schrift der Begriff „mindestens etwa“ oder„höchstens etwa“ bzw.„bis zu etwa“ (etc.) verwendet wird, bedeutet dies, dass der genannte Zahlenwert eine mögliche Abweichung von 10 bis 15 % aufweisen kann. Insofar as the term "at least approximately" or "at most approximately" or "up to approximately" (etc.) is used in the present specification, this means that the said numerical value can have a possible deviation of 10 to 15%.
Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung ein Polymer bzw. ein Polymersystem, welches bevorzugt ausgewählt ist aus zumindest einem Polypropylen und/oder einem Polyamid. According to a particularly preferred embodiment, the composition according to the invention comprises a polymer or a polymer system, which is preferably selected from at least one polypropylene and / or a polyamide.
Polypropylen (PP, syn. Polypropen, Poly(l-methylethylen)) ist ein durch Kettenpolymerisation von Propen hergestelltes thermoplastisches Polymer. Es gehört zur Gruppe der Polyolefine und ist im Allgemeinen teilkristallin und unpolar. Polypropylene (PP, syn polypropene, poly (1-methylethylene)) is a thermoplastic polymer prepared by chain polymerization of propene. It belongs to the group of polyolefins and is generally semi-crystalline and nonpolar.
Dabei kann das zumindest eine Polypropylen prinzipiell in ataktischer, syndiotaktischer und/oder isotaktischer Form vorliegen. Bei ataktischem Polypropylen ist die Methylgruppe zufällig, bei syndiotaktischem Polypropylen abwechselnd (alternierend) und bei isotaktischem Polypropylen gleichmäßig ausgerichtet. Das kann Einfluss auf die Kristallinität (amorph oder teilkristallin) und die thermischen Eigenschaften (wie beispielsweise die Glasübergangstemperatur und die Schmelztemperatur) haben. Die Taktizität wird meist mit Hilfe des Isotaxie-Index (nach DIN 16774) in Prozent angegeben. Besonders bevorzugt ist das Polypropylen aus einem isotaktischen Polypropylen ausgewählt. Ferner kann das zumindest ein bevorzugtes Polypropylen ausgewählt sein aus einem isotaktischen Polypropylen und/oder dessen Copolymeren mit Polyethylen oder mit Maleinsäureanhydrid. Besonders bevorzugt liegt dabei der Copolymeranteil des Polyethylens bei bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt bei bis zu 30 Gew.-%. In principle, the at least one polypropylene can be present in atactic, syndiotactic and / or isotactic form. In atactic polypropylene, the methyl group is random, in syndiotactic polypropylene alternating (alternating) and evenly aligned in isotactic polypropylene. This can affect the crystallinity (amorphous or semi-crystalline) and the thermal properties (such as the glass transition temperature and the melting temperature). The tacticity is usually indicated by means of the isotactic index (according to DIN 16774) in percent. Most preferably, the polypropylene is selected from an isotactic polypropylene. Further, the at least one preferred polypropylene may be selected from an isotactic polypropylene and / or its copolymers with polyethylene or with maleic anhydride. The copolymer fraction of the polyethylene is particularly preferably up to 50% by weight, more preferably up to 30% by weight.
Weiter bevorzugt kann auch zumindest ein Polymerblend von Polypropylen mit zumindest einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer verwendet werden. Ein solcher Polymerblend weist vorteilhaft eine höhere Schlagzähigkeit auf, also die Fähigkeit, Stoßenergie und Schlagenergie zu absorbieren, ohne dabei zu brechen. More preferably, at least one polymer blend of polypropylene with at least one ethylene-vinyl acetate copolymer can be used. Such a polymer blend advantageously has a higher impact strength, ie the ability to absorb impact energy and impact energy without breaking.
Insofern eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ein Polymer umfasst, welches aus einem Polypropylen ausgewählt ist, insbesondere aus einem isotaktischen Polypropylen, liegt der Gehalt des Additivs in dieser Zusammensetzung bei mindestens 0,005 Gew.-%, bevorzugt bei mindestens 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt bei mindestens 0,05 Gew.- %, insbesondere bei mindestens 0,075 Gew.-%, insbesondere bevorzugt bei mindestensInsofar as a composition according to the invention comprises a polymer which is selected from a polypropylene, in particular from an isotactic polypropylene, the content of the additive in this composition is at least 0.005 wt.%, Preferably at least 0.01 wt.%, Particularly preferred at least 0.05% by weight, in particular at least 0.075% by weight, particularly preferably at least
0,1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt bei mindestens 0,2 Gew.-%, aufweist, und/oder bei höchstens 2 Gew.-%, bevorzugt bei höchstens 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt bei höchstens 1 Gew.-%, insbesondere bei höchstens 0,7 Gew.-%, insbesondere bevorzugt bei höchstens 0,5 Gew.-%. Besonders bevorzugt ist das Polypropylen aus einem Polypropylen-Polyethylen Copolymer ausgesucht. 0.1 wt .-%, most preferably at least 0.2 wt .-%, and / or at most 2 wt .-%, preferably at most 1, 5 wt .-%, particularly preferably at most 1 Wt .-%, in particular at most 0.7 wt .-%, particularly preferably at most 0.5 wt .-%. Most preferably, the polypropylene is selected from a polypropylene-polyethylene copolymer.
Polyamide (PA) sind lineare Polymere mit sich regelmäßig wiederholenden Amidbindungen entlang der Hauptkette. Die Amidgruppe kann als Kondensationsprodukt einer Carbonsäure und eines Amins aufgefasst werden. Die dabei entstehende Bindung ist eine Amidbindung, die hydrolytisch wieder spaltbar ist. Die Bezeichnung„Polyamide“ wird üblicherweise als Bezeichnung für synthetische, technisch verwendbare thermoplastische Polymere eingesetzt. Polyamides (PA) are linear polymers with regularly repeating amide bonds along the main chain. The amide group can be considered as the condensation product of a carboxylic acid and an amine. The resulting bond is an amide bond, which is hydrolytically cleavable again. The term "polyamides" is commonly used as a term for synthetic, technically usable thermoplastic polymers.
Insofern eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ein Polymer umfasst, welches aus einem Polyamid ausgewählt ist, liegt der Gehalt des Additivs in der Zusammensetzung bevorzugt bei mindestens 0,005 Gew.-%, besonders bevorzugt bei mindestens 0,01 Gew.-% und/oder bevorzugt bei höchstens 0,9 Gew.-%, besonders bevorzugt bei höchstens 0,8 Gew.-%, insbesondere bei höchstens 0,7 Gew.-%. Bevorzugt ist das zumindest eine Polyamid ausgewählt aus Polyamid 6, Polyamid 1 1 , Polyamid 12, Polyamid 46, Polyamid 66, Polyamid 1010, Polyamid 1012, Polyamid 1 112, Polyamid 1212, Polyamide PA6T/6I, Poly-m-Xylylenadipamid (PA MXD6), Polyamide 6/6T, Polyamide PA6T/66, PA4T/46 und/oder Platamid M1757. Inasmuch as a composition according to the invention comprises a polymer selected from a polyamide, the content of the additive in the composition is preferably at least 0.005% by weight, more preferably at least 0.01% by weight and / or preferably at most 0 , 9 wt .-%, more preferably at most 0.8 wt .-%, in particular at most 0.7 wt .-%. Preferably, the at least one polyamide is selected from polyamide 6, polyamide 1 1, polyamide 12, polyamide 46, polyamide 66, polyamide 1010, polyamide 1012, polyamide 1 112, Polyamide 1212, polyamides PA6T / 6I, poly-m-xylylene adipamide (PA MXD6), polyamides 6 / 6T, polyamides PA6T / 66, PA4T / 46 and / or platamide M1757.
Gemäß einer weiter bevorzugten Zusammensetzung ist das thermoplastische Polymer aus zumindest einem Polyaryletherketon aus der Gruppe von Polyetherketonketon (PEKK) und/oder aus der Gruppe von Polyetheretherketon-Polyetherdiphenyletherketon (PEEK-PEDEK) ausgewählt. According to a further preferred composition, the thermoplastic polymer is selected from at least one polyaryletherketone selected from the group of polyether ketone ketone (PEKK) and / or from the group of polyetheretherketone-polyetherdiphenyletherketone (PEEK-PEDEK).
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform umfasst dabei ein Polyetheretherketon- Polyetherdiphenyletherketon (PEEK-PEDEK) mit folgenden Wiederholungseinheiten: A further preferred embodiment comprises a polyether-ether-ketone-polyether-diphenyl-ether-ketone (PEEK-PEDEK) with the following repeating units:
Wiederholungseinheit A Repeat unit A
und/oder Wiederholungseinheit B and / or repeating unit B
Das genannte Polyetheretherketon-Polyetherdiphenyletherketon Polymer kann dabei einen Stoffmengenanteil von zumindest 68 Mol-%, bevorzugt von zumindest 71 Mol-%, der Wiederholungseinheit A aufweisen. Besonders bevorzugte Polyetheretherketon- Polyetherdiphenyletherketon Polymere weisen einen Stoffmengenanteil von zumindest 71 Mol-%, oder, weiter bevorzugt von zumindest 74 Mol-%, der Wiederholungseinheit A auf. Das genannte Polyetheretherketon-Polyetherdiphenyletherketon Polymer weist bevorzugt einen Stoffmengenanteil von weniger als 90 Mol-%, weiter bevorzugt von 82 Mol-% oder weniger der Wiederholungseinheit A auf. Das genannte Polymer umfasst weiter einen bevorzugten Stoffmengenanteil von mindestens 68 Mol-%, besonders bevorzugt von mindestens 70 Mol-%, insbesondere von mindestens 72 Mol-%, der Wiederholungseinheit A auf. Höchstens weist das Polyetheretherketon- Polyetherdiphenyletherketon Polymer einen bevorzugten Stoffmengenanteil von 82 Mol-%, besonders bevorzugt von höchstens 80 Mol-%, insbesondere von höchstens 77 Mol-%, der Wiederholungseinheit A auf. Dabei liegt das Verhältnis der Wiederholungseinheit A zur Wiederholungseinheit B vorzugsweise bei mindestens 65 zu 35 und/oder bei höchstens 95 zu 5. The said polyetheretherketone-polyetherdiphenyletherketone polymer may have a mole fraction of at least 68 mol%, preferably of at least 71 mol%, of the repeat unit A. Particularly preferred polyether-ether-ketone-polyether-diphenyl-ether-ketone polymers have a molar fraction of at least 71 mol%, or, more preferably, of at least 74 mol%, of the repeat unit A. Said polyetheretherketone-polyetherdiphenyletherketone polymer preferably has a molar fraction of less than 90 mol%, more preferably of 82 mol% or less of the repeating unit A. The said polymer further comprises a preferred mole fraction of at least 68 mole%, more preferably at least 70 mole%, especially at least 72 mole%, of repeat unit A. At most, the polyetheretherketone Polyetherdiphenyletherketon polymer a preferred mole fraction of 82 mol%, more preferably of at most 80 mol%, in particular of at most 77 mol%, of the repeat unit A. The ratio of repeat unit A to repeat unit B is preferably at least 65:35 and / or at most 95:5.
Die Anzahl der Wiederholungseinheiten A und B kann dabei bevorzugt bei mindestens 10 und/oder bei höchstens 2 000 liegen. Bevorzugt liegt das Molekulargewicht (MW) eines solchen Polyetheretherketon-Polyetherdiphenyletherketons bei mindestens 10 000 D (Dalton, syn. Da), besonders bevorzugt bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 200 000 D, insbesondere bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 100 000 D. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines solchen bevorzugten Polymers beträgt vorzugsweise mindestens 20 000 D, besonders bevorzugt mindestens 30 000 D und/oder höchstens 500 000 D, insbesondere mindestens 30 000 D und/oder höchstens 200 000 D. The number of repeat units A and B may preferably be at least 10 and / or at most 2,000. Preferably, the molecular weight (MW) of such a polyetheretherketone-Polyetherdiphenyletherketons is at least 10,000 D (Dalton, syn. Da), more preferably at least 15 000 D and / or at most 200 000 D, in particular at least 15 000 D and / or at most 100,000 D. The weight average molecular weight of such a preferred polymer is preferably at least 20,000 D, more preferably at least 30,000 D and / or at most 500,000 D, in particular at least 30,000 D and / or at most 200,000 D.
Insofern in der vorliegenden Erfindung Bezug auf das Molekulargewicht genommen wird, so handelt es sich dabei um das Zahlenmittel des Molekulargewichts. Insofern auf das Gewichtsmittel des Molekulargewichts Bezug genommen wird, wird dies explizit erwähnt. Inasmuch as molecular weight is used in the present invention, it is the number average molecular weight. Inasmuch as the weight average molecular weight is referred to, this is explicitly mentioned.
Eine weiter bevorzugte Zusammensetzung umfasst dabei ein Polyetherketonketon mit folgenden Wiederholungseinheiten: A further preferred composition comprises a polyether ketone ketone having the following repeating units:
Wiederholungseinheit A: Repeat unit A:
Bevorzugt liegt dabei das Verhältnis von 1 ,4-Phenyleneinheiten in der Wiederholungseinheit A zu 1 ,3-Phenyleneinheiten in der Wiederholungseinheit B bei 90 zu 10 bis 10 zu 90, besonders bevorzugt bei 70 zu 30 bis 10 zu 90, insbesondere beiThe ratio of 1, 4-phenylene units in the repeat unit A to 1, 3-phenylene units in the repeat unit B is preferably 90:10 to 10:90, more preferably 70:30 to 10:90, in particular at
60 zu 40 bis 10 zu 90, insbesondere bevorzugt von etwa 60 zu etwa 40. Die Anzahl ni bzw. n2 der Wiederholungseinheit A bzw. Wiederholungseinheit B kann dabei bevorzugt bei mindestens 10 und/oder bei höchstens 2 000 liegen. Bevorzugt liegt das Molekulargewicht eines solchen Polyetherketonketons bei mindestens 10 000 D, besonders bevorzugt bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 200 000 D, insbesondere bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 100 000 D. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines solchen bevorzugten Polymers beträgt vorzugsweise mindestens 20 000 D, besonders bevorzugt mindestens 30 000 D und/oder höchstens 500 000 D, insbesondere mindestens 30 000 D und/oder höchstens 200 000 D. 60 to 40 to 10 to 90, particularly preferably from about 60 to about 40. The number ni or n 2 of the repeat unit A or repeat unit B can preferably be at least 10 and / or at most 2,000. Preferably, the molecular weight of such a polyether ketone ketone is at least 10,000 D, more preferably at least 15,000 D and / or at most 200,000 D, in particular at least 15,000 D and / or at most 100,000 D. The weight average molecular weight of such is preferably at least 20,000 D, more preferably at least 30,000 D and / or at most 500,000 D, in particular at least 30,000 D and / or at most 200,000 D.
Ein bevorzugtes Polyetherketonketon-Polymer kann beispielsweise unter dem Handelsnamen Kepstan der Serie 6000 (z. B. Kepstan 6001 , 6002, 6003 oder 6004, Arkema, Frankreich) bezogen werden. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform liegt die Schmelztemperatur des zumindest einen Polyaryletherketons bei bis zu 330 °C, vorzugsweise bei bis zu 320 °C, insbesondere bei bis zu 310 °C. Mindestens liegt die Schmelztemperatur des zumindest einen Polyaryletherketons bei 250 °C. A preferred polyether ketone ketone polymer can be obtained, for example, under the trade name Kepstan 6000 series (eg Kepstan 6001, 6002, 6003 or 6004, Arkema, France). According to a further preferred embodiment, the melting temperature of the at least one polyaryletherketone is up to 330 ° C, preferably up to 320 ° C, in particular up to 310 ° C. At least the melting temperature of the at least one polyaryletherketone is 250 ° C.
Die Glasübergangstemperatur des zumindest einen Polyaryletherketons liegt bevorzugt bei mindestens 120 °C, vorzugsweise bei mindestens 140 °C, insbesondere bei mindestens 160 °C. Unter dem Begriff „Glasübergangstemperatur“ ist dabei die Temperatur zu verstehen, bei welcher ein Polymer in einen gummiartigen bis zähflüssigen Zustand übergeht. Die Bestimmung der Glasübergangstemperatur ist dem Fachmann bekannt und kann beispielsweise mittels DSC gemäß DIN EN ISO 11357 erfolgen. The glass transition temperature of the at least one polyaryletherketone is preferably at least 120 ° C., preferably at least 140 ° C., in particular at least 160 ° C. The term "glass transition temperature" is understood to mean the temperature at which a polymer changes into a rubbery to viscous state. The determination of the glass transition temperature is known to the person skilled in the art and can be carried out, for example, by means of DSC in accordance with DIN EN ISO 11357.
Die niedrige Schmelztemperatur bzw. Glasübergangstemperatur des zumindest einen Polyaryletherketons ermöglicht vorteilhaft eine geringe Verarbeitungstemperatur, insbesondere beim Laser-Sintern, sowie eine geringere Alterung bzw. einen verbesserten Auffrischfaktor der Zusammensetzung. The low melting temperature or glass transition temperature of the at least one polyaryl ether ketone advantageously allows a low processing temperature, in particular during laser sintering, as well as less aging or an improved refreshing factor of the composition.
Unter dem Begriff„Auffrischfaktor“ ist dabei das Verhältnis von Neupulver zu Altpulver zu verstehen. Bei Verwendung der genannten Zusammensetzung ist vorteilhaft der Auffrischfaktor verbessert bzw. die Alterung wesentlich herabgesetzt und daher ein Verlust an ungenutztem Pulver deutlich reduziert, wodurch schließlich auch die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung eines Formkörpers aus der vorteilhaften Zusammensetzung deutlich verbessert wird. Gemäß einer weiter bevorzugten Zusammensetzung ist das thermoplastische Polymer ausgewählt aus zumindest einem Polyetherimid. Besonders bevorzugt weist dabei das Polyetherimid Wiederholungseinheiten gemäß der The term "refresh factor" is understood to mean the ratio of new powder to old powder. When using the above-mentioned composition, the refreshing factor is advantageously improved or the aging significantly reduced and therefore a loss of unused powder is markedly reduced, as a result of which the economic efficiency in the production of a shaped article from the advantageous composition is also significantly improved. According to a further preferred composition, the thermoplastic polymer is selected from at least one polyetherimide. In this case, the polyetherimide particularly preferably has repeating units according to the
Formel I Formula I
und/oder Wiederholungseinheiten gemäß der and / or repeat units according to the
Formel II  Formula II
und/oder Wiederholungseinheiten gemäß der and / or repeat units according to the
Formel I  Formula I
auf. Die Anzahl n der Wiederholungseinheiten gemäß der Formel I, II und III liegt dabei bevorzugt bei mindestens 10 und/oder bei bis zu höchstens 1 000. on. The number n of repeating units according to formulas I, II and III is preferably at least 10 and / or up to at most 1000.
Bevorzugt liegt das Molekulargewicht eines solchen Polyetherimids bei mindestens 10 000 D, besonders bevorzugt bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 200 000 D, insbesondere bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 100 000 D. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines solchen bevorzugten Polymers beträgt vorzugsweise mindestens 20 000 D, besonders bevorzugt mindestens 30 000 D und/oder höchstens 500 000 D, insbesondere mindestens 30 000 D und/oder höchstens 200 000 D. Preferably, the molecular weight of such a polyetherimide is at least 10 000 D, more preferably at least 15 000 D and / or at most 200 000 D, in particular at least 15 000 D and / or at most 100 000 D. The weight average molecular weight of such is preferably at least 20,000 D, more preferably at least 30,000 D and / or at most 500,000 D, in particular at least 30,000 D and / or at most 200,000 D.
Ein bevorzugtes Polyetherimid gemäß Formel I ist beispielsweise unter dem Handelsnamen Ultem® 1000, Ultem® 1010 und Ultem® 1040 (Sabic, Deutschland) erhältlich. Ein bevorzugtes Polyetherimid gemäß Formel II beispielsweise unter dem Handelsnamen Ultem® 5001 und Ultem® 501 1 (Sabic, Deutschland) erhältlich. Eine weiter bevorzugte Zusammensetzung umfasst ein thermoplastisches Polymer, welches ausgewählt ist aus zumindest einem Polycarbonat. Besonders bevorzugt weist dabei das Polycarbonat Wiederholungseinheiten gemäß der A preferred polyetherimide according to formula I is for example available under the trade name Ultem ® 1000, Ultem ® 1010, and Ultem ® 1040 (Sabic, Germany). A preferred polyetherimide of the formula II, for example, under the trade name Ultem ® 5001 and Ultem ® 501 1 (Sabic, Germany). A further preferred composition comprises a thermoplastic polymer which is selected from at least one polycarbonate. The polycarbonate particularly preferably has repeating units according to the
Formel IV Formula IV
auf. Die Anzahl n der Wiederholungseinheiten gemäß der Formel IV liegt dabei bevorzugt bei mindestens 20 und/oder bei bis zu höchstens 2 000. on. The number n of repeating units according to the formula IV is preferably at least 20 and / or up to a maximum of 2,000.
Bevorzugt liegt das Molekulargewicht eines solchen Polycarbonats bei mindestens 10 000 D, besonders bevorzugt bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 200 000 D, insbesondere bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 100 000 D. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines solchen bevorzugten Polymers beträgt vorzugsweise mindestens 20 000 D, besonders bevorzugt mindestens 30 000 D und/oder höchstens 500 000 D, insbesondere mindestens 30 000 D und/oder höchstens 200 000 D. Preferably, the molecular weight of such a polycarbonate is at least 10 000 D, more preferably at least 15 000 D and / or at most 200 000 D, in particular at least 15 000 D and / or at most 100 000 D. The weight average molecular weight of such is preferably at least 20,000 D, more preferably at least 30,000 D and / or at most 500,000 D, in particular at least 30,000 D and / or at most 200,000 D.
Ein zur Verwendung als Ausgangsmaterial geeignetes Polycarbonat wird beispielsweise von der Firma Sabic unter dem Handelsnamen Lexan® (z. B. "Lexan® 143R") oder von Firma Covestro unter dem Handelsnamen Makroion® vertrieben. A suitable for use as starting material is polycarbonate, for example, by the company Sabic under the tradename Lexan ® (z. B. "Lexan ® 143R") or company Covestro sold under the trade name Makrolon ®.
Gemäß einer weiter bevorzugten Zusammensetzung ist das thermoplastische Polymer ausgewählt aus Polyarylensulfid. Bevorzugt weist das Polyarylensulfid ein Polyphenylensulfid mit Wiederholungseinheiten gemäß der According to a further preferred composition, the thermoplastic polymer is selected from polyarylene sulfide. Preferably, the polyarylene sulfide comprises a polyphenylene sulfide having recurring units according to
Formel V Formula V
auf. Die Anzahl n der Wiederholungseinheiten gemäß der Formel V liegt dabei bevorzugt bei mindestens 50 und/oder bei bis zu höchstens 5 000. Bevorzugt liegt das Molekulargewicht eines solchen Polyphenylensulfids bei mindestens 10 000 D, besonders bevorzugt bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 200 000 D, insbesondere bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 100 000 D. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines solchen bevorzugten Polymers beträgt vorzugsweise mindestens 20 000 D, besonders bevorzugt mindestens 30 000 D und/oder höchstens 500 000 D, insbesondere mindestens 30 000 D und/oder höchstens 200 000 D. on. The number n of repeating units according to the formula V is preferably at least 50 and / or up to at most 5,000. The molecular weight of such polyphenylene sulfide is preferably at least 10,000 D, more preferably at least 15,000 D and / or at most 200,000 D, in particular at least 15,000 D and / or at most 100,000 D. The weight average molecular weight of such a preferred polymer is preferably at least 20,000 D, more preferably at least 30,000 D and / or at most 500,000 D, especially at least 30 000 D and / or at most 200 000 D.
Ein bevorzugtes Polyphenylensulfid ist beispielsweise von der Firma Celanese (Deutschland) unter dem Handelsnamen Fortran® erhältlich. A preferred polyphenylene sulfide is available, for example, from Celanese (Germany) under the trade name Fortran® .
Insbesondere kann eine vorteilhafte Zusammensetzung ein Polymerblend umfassend ein Polyaryletherketon-Polyetherimid, ein Polyaryletherketon-Polyetherimid-Polycarbonat, ein Polyphenylensulfid-Polyetherimid und/oder ein Polyetherimid-Polycarbonat enthalten. Ein solches Polymerblend kann beispielsweise von der Firma Sabic (Deutschland) unter der Bezeichnung Ultem® 9085 bezogen werden. In particular, an advantageous composition may comprise a polymer blend comprising a polyaryletherketone polyetherimide, a polyaryletherketone-polyetherimide polycarbonate, a polyphenylene sulfide-polyetherimide and / or a polyetherimide-polycarbonate. Such a polymer blend, for example, by the company Sabic (Germany) under the name Ultem ® are based 9085th
Eine weiter bevorzugte Zusammensetzung umfasst dabei ein Polymerblend umfassend ein Polyaryletherketon-Polyetherimid, vorzugsweise ein Polyetherketonketon mit einem Verhältnis von Wiederholungseinheit A zu Wiederholungseinheit B von 60 zu 40. Dabei kann eine bevorzugte Zusammensetzung ein Polyetherimid, welches bevorzugt die Wiederholungseinheiten der Formel I enthält, aufweisen. A further preferred composition comprises a polymer blend comprising a polyaryletherketone-polyetherimide, preferably a polyetherketone ketone with a ratio of repeat unit A to repeat unit B of 60 to 40. A preferred composition may comprise a polyetherimide which preferably contains the repeat units of the formula I.
Auch kann eine bevorzugte Zusammensetzung ein Polymerblend umfassend ein Polyphenylensulfid-Polyetherimid, bevorzugt ein Polyphenylensulfid gemäß der Formel V und ein Polyetherimid gemäß der Formel I, umfassen. Also, a preferred composition may comprise a polymer blend comprising a polyphenylene sulfide polyetherimide, preferably a polyphenylene sulfide according to the formula V and a polyetherimide according to the formula I.
Schließlich kann eine bevorzugte Zusammensetzung ein Polycarbonat, insbesondere mit der Wiederholungseinheit der Formel IV, und/oder ein Polyphenylensulfid, insbesondere mit der Wiederholungseinheit der Formel V, aufweisen. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst eine vorteilhafte Zusammensetzung zumindest einen Hilfsstoff, wobei der Hilfsstoff vorzugsweise ausgewählt ist aus Wärmestabilisatoren, Oxidationsstabilisatoren, UV-Stabilisatoren, Füllstoffen, Farbstoffen, Weichmacher, Verstärkungsfasern, IR-Absorber, Si02-Partikein, Antiagglomerationsmitteln, Rußpartikeln, Carbonfasern, Glasfasern, Carbon Nanotubes, mineralischen Fasern (z. B. Wollastonit), Aramid-Fasern (insbesondere Kevlar-Fasern), Glaskugeln, mineralischen Füllstoffen, anorganischen und/oder organischen Pigmenten und/oder Flammschutzmitteln (insbesondere phosphathaltigen Flammschutzmitteln wie Ammoniumpolyphosphat und/oder bromierten Flammschutzmitteln und/oder andere halogenierten Flammschutzmitteln und/oder anorganische Flammschutzmitteln wie Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid). Weitere besonders bevorzugte Hilfsstoffe umfassen Polysiloxane. Polysiloxane können dabei beispielsweise als Fließhilfsmittel zur Erniedrigung der Viskosität der Polymerschmelze und/oder insbesondere bei Polymerblends als Weichmacher dienen. Finally, a preferred composition may comprise a polycarbonate, in particular with the repeating unit of the formula IV, and / or a polyphenylene sulfide, in particular with the repeating unit of the formula V. According to a further preferred embodiment, an advantageous composition comprises at least one adjuvant, wherein the adjuvant is preferably selected from heat stabilizers, oxidation stabilizers, UV stabilizers, fillers, dyes, plasticizers, reinforcing fibers, IR absorbers, Si0 2 particles, antiagglomeration agents, carbon black particles, carbon fibers , Glass fibers, carbon nanotubes, mineral fibers (eg wollastonite), aramid fibers (especially Kevlar fibers), glass beads, mineral fillers, inorganic and / or organic pigments and / or flame retardants (in particular phosphate flame retardants such as ammonium polyphosphate and / or brominated flame retardants and / or other halogenated flame retardants and / or inorganic flame retardants such as magnesium hydroxide or aluminum hydroxide). Further particularly preferred auxiliaries include polysiloxanes. Polysiloxanes can serve, for example, as flow aids for lowering the viscosity of the polymer melt and / or, in particular, for polymer blends as plasticizers.
Der Gehalt eines Hilfsstoffs an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann dabei bevorzugt bei mindestens etwa 0,01 Gew.-% und/oder bei höchstens etwa 90 Gew.-% liegen, vorzugsweise bei mindestens 0,01 Gew.-% und/oder bei höchstens 50 % Gew.-%. Für Hilfsstoffe wie Oxidationsstabilisatoren, UV-Stabilisatoren, Farbstoffen liegt der Gehalt bevorzugt bei mindestens 0,01 Gew.-% und/oder bei höchstens 5 Gew.-%, insbesondere bei mindestens 0,01 Gew.-% und/oder bei höchstens 2 Gew.-%. FürThe content of an adjuvant in the composition according to the invention may preferably be at least about 0.01% by weight and / or at most about 90% by weight, preferably at least 0.01% by weight and / or at most 50 % By weight. For auxiliaries such as oxidation stabilizers, UV stabilizers, dyes, the content is preferably at least 0.01% by weight and / or at most 5% by weight, in particular at least 0.01% by weight and / or at most 2 wt .-%. For
Antiagglomerationsmittel und IR-Absorber liegt der Gehalt vorzugsweise bei mindestens 0,01 Gew.-% und/oder bei höchstens 1 Gew.-%, bevorzugt bei mindestens 0,01 Gew.-% und/oder bei höchstens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt bei mindestens 0,02 Gew.-% und/oder bei höchstens 0,2 Gew.-%, insbesondere bei mindestens 0,02 Gew.-% und/oder bei höchstens 0,1 Gew.-%. Antiagglomerating agent and IR absorber, the content is preferably at least 0.01 wt .-% and / or at most 1 wt .-%, preferably at least 0.01 wt .-% and / or at most 0.5 wt. %, more preferably at least 0.02 wt .-% and / or at most 0.2 wt .-%, in particular at least 0.02 wt .-% and / or at most 0.1 wt .-%.
Polymersysteme besitzen häufig eine positive und/oder negative Partialladung. Insbesondere wenn Partikel des Polymersystems an unterschiedlichen Stellen der Oberfläche unterschiedliche Ladungen aufweisen, kann es zu Wechselwirkungen, beispielsweise durch elektrostatische, magnetische und/oder Van-der-Waals-Kräfte zwischen benachbarten Partikeln kommen, die eine unerwünschte Agglomeration der Polymersystem-Partikel zur Folge haben. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst eine vorteilhaftePolymer systems often have a positive and / or negative partial charge. In particular, if particles of the polymer system have different charges at different points of the surface, interactions, for example due to electrostatic, magnetic and / or Van der Waals forces between adjacent particles, can result, which result in undesired agglomeration of the polymer system particles , According to a further preferred embodiment, an advantageous embodiment comprises
Zusammensetzung daher zumindest ein Antiagglomerationsmittel. Der Begriff „Antiagglomerationsmittel“ ist dabei ein Synonym zur Bezeichnung „Rieselhilfsmittel“. Unter einem Antiagglomerationsmittel wird in der vorliegenden Patentanmeldung ein Stoff in Form von Partikeln verstanden, welcher sich an und/oder in die Polymerpartikel lagern kann. Composition therefore at least one anti-agglomeration agent. The term "Antiagglomerating agent" is a synonym for the term "anti-caking agent". An anti-agglomeration agent in the present patent application means a substance in the form of particles which can be deposited on and / or in the polymer particles.
Unter „Anlagern“ wird dabei verstanden, dass Partikel des Antiagglomerationsmittels beispielsweise durch elektrostatische Kräfte, chemische Bindungen (beispielsweise ionische und kovalente Bindungen) und Wasserstoffbrückenbindungen eingehen und/oder magnetische Kräfte und/oder Van-der-Waals-Kräfte mit Partikeln des Polymers bzw. des Polymersystems wechselwirken und so zueinander in relative räumliche Nähe treten, dass Partikel des Polymersystems vorteilhaft nicht direkt miteinander in Kontakt treten, sondern durch Partikel des Antiagglomerationsmittels voneinander getrennt sind. Die auf diese Weise räumlich getrennten Polymersystempartikel bauen im Allgemeinen schwache bis gar keine Wechselwirkungen zueinander auf, so dass durch die Zugabe von Antiagglomerationsmitteln vorteilhaft einer Verklumpung der Zusammensetzung entgegengewirkt wird. The term "attachment" is understood to mean that particles of the anti-agglomeration agent are formed, for example, by electrostatic forces, chemical bonds (for example ionic and covalent bonds) and hydrogen bonds and / or magnetic forces and / or van der Waals forces with particles of the polymer or interact of the polymer system and so come into relative spatial proximity to each other so that particles of the polymer system advantageously not directly contact each other, but are separated from each other by particles of the anti-agglomeration agent. The spatially separate polymer system particles thus generally build up little or no interaction with one another, so that the addition of antiagglomeration agents advantageously counteracts clumping of the composition.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst eine vorteilhafte Zusammensetzung daher zumindest ein Antiagglomerationsmittel. Ein solches Antiagglomerationsmittel kann ausgewählt sein aus der Gruppe der Metallseifen, bevorzugt aus einem Siliziumdioxid, Stearat, Tricalciumphosphat, Calciumsilicat, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Magnesiumcarbonat, Zinkoxid oder Mischungen dergleichen. According to a preferred embodiment, therefore, an advantageous composition comprises at least one anti-agglomeration agent. Such an anti-agglomeration agent can be selected from the group of metal soaps, preferably from a silica, stearate, tricalcium phosphate, calcium silicate, alumina, magnesia, magnesium carbonate, zinc oxide, or mixtures thereof.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst ein erstes Antiagglomerationsmittel Siliziumdioxid. Dabei kann es sich um durch einen nasschemischen Fällungsprozess hergestelltes oder um pyrogenes Siliziumdioxid handeln. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Siliziumdioxid jedoch um pyrogenes Siliziumdioxid. Unter einem pyrogenen Siliziumdioxid wird in der vorliegenden Patentanmeldung Siliziumdioxid verstanden, welches gemäß bekannter Verfahren, beispielsweise durch Flammenhydrolyse mittels Zugabe von flüssigem Tetrachlorsilan in die Wasserstoffflamme hergestellt wurde. Im Folgenden wird Siliziumdioxid auch als Kieselsäure bezeichnet. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ein zweites Antiagglomerationsmittel auf und ermöglicht so vorteilhaft eine verbesserte Abstimmung der physikalischen Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich der elektrostatischen, der magnetischen und/oder der Van-der-Waals-Kräfte der Antiagglomerationsmittel, auf das bzw. die Polymer/e und damit eine verbesserte Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung, insbesondere in Lasersinterprozessen. According to a further preferred embodiment, a first anti-agglomeration agent comprises silica. This can be produced by a wet-chemical precipitation process or by fumed silica. However, the silicon dioxide is particularly preferably pyrogenic silicon dioxide. A pyrogenic silicon dioxide in the present patent application is understood to mean silicon dioxide which has been prepared by known processes, for example by flame hydrolysis, by adding liquid tetrachlorosilane to the hydrogen flame. In the following, silicon dioxide is also referred to as silica. According to a further preferred embodiment, a composition according to the invention comprises a second anti-agglomeration agent and thus advantageously enables improved matching of the physical properties, for example with respect to the electrostatic, magnetic and / or van der Waals forces of the anti-agglomeration agents Polymer / e and thus improved processability of the composition, especially in laser sintering processes.
Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform handelt es sich auch bei dem zweiten Antiagglomerationsmittel um ein Siliziumdioxid, insbesondere um pyrogenes Siliziumdioxid. According to a particularly preferred embodiment, the second anti-agglomeration agent is also a silicon dioxide, in particular pyrogenic silicon dioxide.
Selbstverständlich kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung auch mehr als zwei Antiagglomerationsmittel aufweisen. In einer vorteilhaften Zusammensetzung liegt dabei ein bevorzugter Anteil des zumindest einen Antiagglomerationsmittels bei höchstens etwa 1 Gew.-%, weiter bevorzugt bei höchstens etwa 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt bei höchstens etwa 0,2 Gew.-%, insbesondere bei höchstens etwa 0,15 Gew.-%, insbesondere bevorzugt bei höchstens etwa 0,1 Gew.-%. Der Anteil bezieht sich dabei auf den Anteil aller in der vorteilhaften Zusammensetzung enthaltenen Antiagglomerationsmittel. Of course, a composition according to the invention may also have more than two anti-agglomeration agents. In an advantageous composition, a preferred proportion of the at least one anti-agglomeration agent is at most about 1% by weight, more preferably at most about 0.5% by weight, particularly preferably at most about 0.2% by weight, in particular at most about 0.15 wt .-%, more preferably at most about 0.1 wt .-%. The proportion refers to the proportion of all anti-agglomeration agents contained in the advantageous composition.
Prinzipiell kann/können das/die zumindest eine bzw. die zwei oder mehr Antiagglomerationsmittel mit einem oder auch mit mehreren unterschiedlichen Hydrophobierungsmitteln behandelt sein. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist das Antiagglomerationsmittel eine hydrophobe Oberfläche auf. Eine solche Hydrophobierung kann beispielsweise mit einer Substanz auf Basis von Organosilanen erfolgen. In principle, at least one or the two or more anti-agglomeration agents can be treated with one or more different hydrophobicizing agents. According to a further preferred embodiment, the anti-agglomeration agent has a hydrophobic surface. Such hydrophobing can be carried out, for example, with a substance based on organosilanes.
Des Weiteren kann das Additiv vorteilhaft eine Verbackung und so eine Zusammenlagerung von Partikeln des Polymersystems in der Zusammensetzung wirkungsvoll verhindern und wirkt der Bildung von Hohlräumen beim Schütten entgegen, wodurch auch die Schüttdichte der Zusammensetzung vorteilhaft erhöht wird. Die Schüttdichte kann durch dessen Partikelgröße bzw. Partikeldurchmesser und Partikeleigenschaften beeinflusst werden. Unter„Schüttdichte“ wird dabei das Verhältnis der Masse eines körnigen Feststoffs, welcher durch Schütten und nicht durch beispielsweise Stampfen oder Rütteln verdichtet wurde, zum eingenommenen Schüttvolumen bezeichnet. Die Bestimmung der Schüttdichte ist dem Fachmann bekannt und kann beispielsweise nach der DIN EN ISO 60:2000-01 erfolgen. Furthermore, the additive can advantageously prevent caking and thus aggregation of particles of the polymer system in the composition and counteracts the formation of cavities during the pouring, whereby the bulk density of the composition is advantageously increased. The bulk density can be influenced by its particle size or particle diameter and particle properties. By "bulk density" is meant the ratio of the mass of a granular solid which has been compacted by pouring and not by, for example, pounding or shaking, to the occupied bulk volume. The determination of the bulk density is known to the person skilled in the art and can be carried out, for example, according to DIN EN ISO 60: 2000-01.
Eine besonders vorteilhafte Zusammensetzung weist eine Schüttdichte von mindestens etwa 350 kg/m3 und/oder von höchstens etwa 650 kg/m3 auf. Die Schüttdichte bezieht sich hierbei auf die erfindungsgemäße Zusammensetzung. A particularly advantageous composition has a bulk density of at least about 350 kg / m 3 and / or at most about 650 kg / m 3 . The bulk density here refers to the composition according to the invention.
Für die oben erläuterten additiven Fertigungsverfahren werden Pulver mit relativ runder Kornform benötigt, da bei Vorliegen kantiger Partikel beim Aufträgen der Pulverschichten Riefen entstehen können, wodurch insbesondere ein automatischer Bauprozess erschwert ist und die Qualität der so entstehenden Bauteile verschlechtert wird, insbesondere deren Dichte und Oberflächenbeschaffenheit. Häufig besteht jedoch die Problematik, Polymere bzw. Copolymere in Form eines Pulvers mit runden Partikeln zu erhalten. For the above-described additive manufacturing process powders are required with relatively round grain shape, since in the presence of angular particles during application of the powder layers can cause scars, which in particular an automatic construction process is difficult and the quality of the resulting components is deteriorated, especially their density and surface finish. Frequently, however, there is the problem of obtaining polymers or copolymers in the form of a powder with round particles.
Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung können vorteilhaft runde Partikel erhalten werden. Bevorzugt werden solche runden Partikel mittels Schmelzdispergierung hergestellt, welche vorteilhaft gute Rieseleigenschaften aufweisen. The composition according to the invention can advantageously be used to obtain round particles. Preferably, such round particles are produced by means of melt dispersion, which advantageously have good flow properties.
Im Allgemeinen sind für Zusammensetzungen, welche in Lasersinterverfahren eingesetzt werden, eine entsprechende Korngröße bzw. Korngrößenverteilung, eine geeignete Schüttdichte sowie eine ausreichende Rieselfähigkeit des Pulvermaterials von Bedeutung. In general, for compositions used in laser sintering processes, a corresponding particle size or particle size distribution, a suitable bulk density and a sufficient flowability of the powder material are of importance.
Der Begriff Korngröße beschreibt die Größe einzelner Partikel bzw. Körner in einem Gesamtgemenge. Die Korn- oder Partikelgrößenverteilung hat dabei einen Einfluss auf die Stoffeigenschaften eines Schüttguts, also des körnigen Gesamtgemenges, welches in einer schüttfähigen Form, beispielsweise in einer pulverförmigen Zusammensetzung, vorliegt. The term grain size describes the size of individual particles or grains in a total mixture. The grain or particle size distribution has an influence on the material properties of a bulk material, ie the granular total mixture, which is present in a pourable form, for example in a powdery composition.
Zur Verringerung der Porosität der resultierenden Bauteile weisen üblicherweise eingesetzte Polymersysteme geringe Partikelgrößen bzw. Partikeldurchmesser auf. Auch können die Polymersysteme bei deren Herstellung modifiziert werden, was jedoch häufig dazu führt, dass die Partikel agglomerieren. Schüttet man solche Polymersysteme etwa in ein Pulverbett eines Lasersintersystems, können sich Verklumpungen, also inhomogene Partikelverteilungen, bilden, welche nicht kontinuierlich aufschmelzen und wodurch ein Formkörper aus inhomogenem Material erhalten wird, dessen mechanische Stabilität verringert sein kann. Schließlich können beim Schütten auftretende Verklumpungen die Rieselfähigkeit verschlechtern und damit die Dosierbarkeit einschränken. Daher werden den solchen Polymersystemen häufig Antiagglomerationsmittel (syn. Rieselhilfsmittel) zugesetzt, welche sich an die Partikel des Polymersystems anlagern und Verklumpungen, die beispielsweise bei Schüttvorgängen und/oder beim Auftrag im Pulverbett entstehen können, entgegenwirken. To reduce the porosity of the resulting components, commonly used polymer systems have small particle sizes or particle diameters. The polymer systems can also be modified during their production, which however often leads to agglomeration of the particles. If you pour such polymer systems in about a powder bed of a laser sintering system, clumps, ie inhomogeneous particle distributions, can form, which do not melt continuously, and as a result a shaped body of inhomogeneous material is obtained, the mechanical stability of which may be reduced. Finally, clumping occurring during pouring can impair the flowability and thus limit the meterability. For this reason, antiagglomeration agents (syn. Flow aids) are often added to such polymer systems, which accumulate on the particles of the polymer system and counteract lumps which may arise, for example, during bulk operations and / or during application in the powder bed.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weisen die Partikel einer vorteilhaften Zusammensetzung eine Korngrößenverteilung According to a further preferred embodiment, the particles of an advantageous composition have a particle size distribution
- d 10 = von mindestens 10 pm, bevorzugt von mindestens 20 pm und/oder von höchstens 50 pm, bevorzugt von höchstens 40 pm  - d 10 = of at least 10 pm, preferably of at least 20 pm and / or of at most 50 pm, preferably of at most 40 pm
- d50 = von mindestens 25 pm und/oder von höchstens 100 pm, bevorzugt von mindestens 30 pm und/oder von höchstens 80 pm, besonders bevorzugt von mindestens 30 pm und/oder von höchstens 60 pm  - d50 = at least 25 pm and / or at most 100 pm, preferably at least 30 pm and / or at most 80 pm, more preferably at least 30 pm and / or at most 60 pm
- d90 = von mindestens 50 pm und/oder von höchstens 150 pm, vorzugsweise von höchstens 120pm,  d90 = at least 50 pm and / or at most 150 pm, preferably at most 120pm,
auf.  on.
Methoden zur Bestimmung der Korngröße bzw. der Korngrößenverteilung sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise mit einem Messgerät des Typs Camsizer XT (Retsch Technology, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2 erfolgen. Methods for determining the particle size or the particle size distribution are known to the person skilled in the art and can be carried out, for example, using a Camsizer XT measuring device (Retsch Technology, Germany) in accordance with DIN ISO 13322-2.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist eine vorteilhafte Zusammensetzung eine Verteilungsbreite (d90-d10)/d50 von höchstens 3, bevorzugt von höchstens 2, besonders bevorzugt von höchstens 1 ,5, insbesondere von höchstens 1 , auf. Eine weiter bevorzugte Zusammensetzung weist einen Feinanteil, also einen Anteil von Partikeln mit einer Partikelgröße von kleiner 10 pm, von unter 10 Gew.-%, bevorzugt von unter 6 Gew.-%, insbesondere von unter 4 Gew.-%, auf. According to a preferred embodiment, an advantageous composition has a distribution width (d90-d10) / d50 of at most 3, preferably of at most 2, particularly preferably of at most 1.5, in particular of at most 1. A further preferred composition has a fines content, ie a proportion of particles having a particle size of less than 10 μm, of less than 10% by weight, preferably of less than 6% by weight, in particular of less than 4% by weight.
Die Polymerpartikel der erfindungsgemäßen Zusammensetzung weisen bevorzugt eine im Wesentlichen sphärische bis linsenförmige Ausgestaltung bzw. Form auf. Besonders bevorzugt weisen die Polymerpartikel einer besonders vorteilhaften Zusammensetzung eine Sphärizität von mindestens etwa 0,7 bevorzugt von mindestens etwa 0,8, insbesondere von mindestens etwa 0,9, insbesondere bevorzugt von mindestens etwa 0,95 auf. Die Bestimmung der Sphärizität kann beispielweise mit Hilfe der Mikroskopie (gemäß DIN ISO 13322-1 ) und/oder eines Messgeräts vom Typ Camsizer XT (Retsch Technology, Deutschland) (gemäß DIN ISO 13322-2) erfolgen. The polymer particles of the composition according to the invention preferably have a substantially spherical to lenticular design or form. The polymer particles particularly preferably have a particularly advantageous composition a sphericity of at least about 0.7, preferably at least about 0.8, more preferably at least about 0.9, most preferably at least about 0.95. The determination of the sphericity can be carried out, for example, with the aid of microscopy (according to DIN ISO 13322-1) and / or a measuring device of the type Camsizer XT (Retsch Technology, Germany) (according to DIN ISO 13322-2).
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, dass die Partikel einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung eine möglichst kleine Oberfläche aufweisen. Die Oberfläche kann dabei beispielsweise durch Gasadsorption nach dem Prinzip von Brunauer, Emmet und Teller (BET) ermittelt werden; die herangezogene Norm ist DIN EN ISO 9277. Die nach dieser Methode bestimmte Partikeloberfläche wird auch als BET-Oberfläche bezeichnet. It has also proved to be advantageous that the particles of a composition according to the invention have the smallest possible surface area. The surface can be determined, for example, by gas adsorption according to the principle of Brunauer, Emmet and Teller (BET); The standard used is DIN EN ISO 9277. The particle surface determined by this method is also called the BET surface.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die BET-Oberfläche einer vorteilhaften Zusammensetzung bei mindestens etwa 0,1 m2/g und/oder bei höchstens etwa 6 m2/g. Besonders bevorzugt umfasst eine vorteilhafte Zusammensetzung dabei zumindest ein Polymer, welches ausgewählt ist aus Polypropylen. Eine bevorzugte BET-Oberfläche liegt in diesem Fall bei mindestens etwa 0,5 m2/g und/oder bei bis zu etwa 2 m2/g. According to a preferred embodiment, the BET surface area of an advantageous composition is at least about 0.1 m 2 / g and / or at most about 6 m 2 / g. Particularly preferably, an advantageous composition here comprises at least one polymer which is selected from polypropylene. A preferred BET surface area in this case is at least about 0.5 m 2 / g and / or up to about 2 m 2 / g.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung wurde eingangs bereits erläutert. Gemäß einem weiteren bevorzugten Verfahren zur Herstellung wird das Polymer, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus einem Polypropylen und/oder einem Polyamid oder deren Copolymere oder Blends mit anderen Polymeren, in Form eines Granulats, welches vorzugsweise mittels Schmelzcompoundierung in einem Extruder oder Kneter aus dem Polymer und Additiv erhalten wird, bereitgestellt. Besonders bevorzugt wird die vorteilhafte Zusammensetzung mittels Schmelzdispergierung hergestellt, insbesondere unter Verwendung von Polypropylen und/oder Polyamid. The process according to the invention for the preparation of the composition has already been explained in the introduction. According to another preferred method of preparation, the polymer, which is preferably selected from a polypropylene and / or a polyamide or their copolymers or blends with other polymers, in the form of granules, which preferably by melt compounding in an extruder or kneader of the polymer and Additive is provided. Particularly preferably, the advantageous composition is prepared by melt dispersion, in particular using polypropylene and / or polyamide.
Die Herstellung eines Pulvers aus dem Granulat kann schließlich vorteilhaft durch Vermahlung von Granulat oder durch Faserspinnen und Schneiden der Fasern oder durch Schmelzsprühen erfolgen. The production of a powder from the granules can finally be advantageously carried out by grinding granules or by fiber spinning and cutting of the fibers or by melt spraying.
Bevorzugt weist ein Polypropylen-Granulat ein Schmelze-Volumen-Flussverhältnis (MVR: Melt Volume-flow Rate) von mindestens etwa 2 cm3/10 min und/oder von höchstens etwa 70 cm3/10 min auf; ein Polyamid-Granulat weist bevorzugt ein MVR von mindestens etwa 10 cm3/10 min und/oder von höchstens etwa 40 cm3/10 min auf. Das Schmelze-Volumen-Preferably, a polypropylene granules a melt volume-flow ratio (MVR: melt volume flow rate) of at least about 2 cm 3/10 min and / or a maximum of about 70 cm 3/10 min; a polyamide granules preferably has an MVR of at least about 10 cm 3/10 min and / or at most about 40 cm 3/10 min. The melt volume
Flussverhältnis dient dabei zur Charakterisierung des Fließverhaltens des thermoplastischen Polymers bei einer bestimmten Temperatur und Prüflast. Die Bestimmung des MVR ist dem Fachmann bekannt und kann beispielsweise gemäß DIN ISO EN 1 133:2011 erfolgen. Die Messung für ein Polypropylen-Granulat erfolgt bei einer Temperatur von 230 °C mit einer Prüflast von 2,16 kg; die Messung eines Polyamid- Granulats erfolgt bei einer Temperatur von 235 °C mit einer Prüflast von 2,16 kg. Die Trocknung des Granulats vor der MVR Bestimmung erfolgt gemäß Herstellerangaben. Die Vortrocknung von Pulver erfolgt für 30 Minuten bei 105 °C unter Vakuum (100 mbar). Flow ratio serves to characterize the flow behavior of the thermoplastic polymer at a certain temperature and test load. The determination of the MVR is known to the person skilled in the art and can be carried out, for example, in accordance with DIN ISO EN 1 133: 2011. The measurement for a polypropylene granules is carried out at a temperature of 230 ° C with a test load of 2.16 kg; the measurement of a polyamide granules takes place at a temperature of 235 ° C with a test load of 2.16 kg. The drying of the granulate before the MVR determination is carried out according to the manufacturer's instructions. The predrying of powder is carried out for 30 minutes at 105 ° C under vacuum (100 mbar).
Gemäß einem weiter bevorzugten Verfahren zur Herstellung erfolgt die Mischung des Polymers durch Dispergieren, insbesondere durch Schmelzdispergierung, wobei die Schmelzdispersion in Form eines fließfähigen Mehrphasensystems, umfassend das zumindest eine Polymer und das bevorzugte Additiv, vorliegt. According to a further preferred method of preparation, the polymer is mixed by dispersion, in particular by melt dispersion, wherein the melt dispersion is in the form of a flowable multiphase system comprising the at least one polymer and the preferred additive.
Der Schritt des Dispergierens erfolgt vorzugsweise mittels Schmelzdispersion in einer Dispergiervorrichtung, bevorzugt in einem Extruder. Alternativ kann eine Schmelzdispersion in einem Kneter erfolgen. The step of dispersing is preferably carried out by melt dispersion in a dispersing device, preferably in an extruder. Alternatively, a melt dispersion can take place in a kneader.
Im Anschluss an die Schmelzextrusion umfasst ein weiter bevorzugtes Verfahren ein Abkühlen der Dispersion. Ein Abkühlen kann dabei mittels eines Förderbands oder eines Kalanders (System aus mehreren aufeinander angeordneten temperierten Walzen) erfolgen. Beispielsweise kann sich hierbei die Dispersion in einer Wasserwanne befinden und/oder über eine Wasser/Luft-Abkühlstrecke abgekühlt werden, welche sich beispielsweise über einige Meter erstrecken kann. Im weiteren Verlauf erfolgen die Abtrennung des Polymers bzw. der Polymerpartikel aus der Mischung bzw. der Dispersion und gegebenenfalls ein Waschen und Trocknen des abgetrennten Polymers bzw. der Polymerpartikel. Following melt extrusion, a further preferred method comprises cooling the dispersion. Cooling can be done by means of a conveyor belt or a calender (system of several tempered rollers arranged on top of each other). For example, in this case, the dispersion can be located in a water trough and / or cooled by a water / air cooling section, which can extend over a few meters, for example. In the further course, the separation of the polymer or of the polymer particles from the mixture or the dispersion takes place and optionally washing and drying of the separated polymer or of the polymer particles.
Eine Abtrennung der Komponenten der Mischung bzw. Dispersion erfolgt vorzugsweise durch Zentrifugieren und/oder Filtrieren. Ein Trocknen der Festkomponente zum Erhalt der getrockneten Zusammensetzung kann z. B. in einem Ofen, beispielsweise in einem Vakuumtrockner, erfolgen. Separation of the components of the mixture or dispersion is preferably carried out by centrifugation and / or filtration. Drying of the solid component to obtain the dried composition may e.g. B. in an oven, for example in a vacuum dryer, done.
In einem nächsten Schritt kann die Zugabe eines Zusatzmittels zu der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgen. Insbesondere ist ein solches Zusatzmittel ausgewählt aus einem Antiagglomerationsmittel. Vorzugsweise erfolgt dabei eine Zugabe des Zusatzmittels, insbesondere eines Antiagglomerationsmittels, in einem Mischer. In a next step, the addition of an additive to the composition according to the invention can be carried out. In particular, such an additive is selected from an anti-agglomeration agent. Preferably takes place an addition of the additive, in particular an antiagglomerating agent, in a mixer.
Schließlich kann ein vorteilhaftes Herstellverfahren eine Verpackung der Zusammensetzung vorsehen. Ein Verpacken einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zusammensetzung, insbesondere von gesiebten Polymerpartikeln, welche bevorzugt in Form eines Pulvers vorliegen, erfolgt dabei bevorzugt unter Ausschluss von Luftfeuchtigkeit, so dass eine anschließende Lagerung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung unter reduzierter Feuchtigkeit zur Vermeidung von beispielsweise Verbackungseffekten erfolgen kann, wodurch dieFinally, an advantageous manufacturing method may provide for packaging the composition. A packaging of a composition prepared by the process according to the invention, in particular sieved polymer particles, which are preferably in the form of a powder, is preferably carried out under exclusion of atmospheric moisture, so that a subsequent storage of the composition according to the invention can take place under reduced humidity to avoid, for example, caking effects, causing the
Lagerstabilität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verbessert wird. Auch verhindert ein vorteilhaftes Verpackungsmaterial einen Zutritt von Feuchtigkeit, insbesondere von Luftfeuchtigkeit, zur erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Wie oben erwähnt, sind erfindungsgemäße Zusammensetzungen für additiveStorage stability of the composition according to the invention is improved. Also, an advantageous packaging material prevents access of moisture, in particular humidity, to the composition according to the invention. As mentioned above, compositions according to the invention are for additive
Fertigungsprozesse, insbesondere für Lasersinterverfahren, geeignet. Üblicherweise wird die Zielumgebung, beispielsweise das Pulverbett der Bestrahlungseinheit, insbesondere des Laserstrahls, bereits vor deren Einsatz aufgeheizt, so dass die Temperatur des Pulverausgangsmaterials nahe seiner Schmelztemperatur liegt und bereits ein nur geringer Energieeintrag ausreicht, um den Gesamt-Energieeintrag so weit zu erhöhen, dass die Partikel miteinander koalieren bzw. sich verfestigen. Dabei können ferner auch energieabsorbierende und/oder energiereflektierende Stoffe auf die Zielumgebung der Bestrahlungseinheit aufgetragen werden, wie beispielsweise aus den Prozessen des Highspeed-Sinterns bzw. der Multi-Jet Fusion bekannt ist. Manufacturing processes, especially for laser sintering, suitable. Usually, the target environment, for example the powder bed of the irradiation unit, in particular of the laser beam, is heated before it is used, so that the temperature of the powder starting material is close to its melting temperature and already a low energy input is sufficient to increase the total energy input to such an extent the particles coalesce or solidify. In addition, energy-absorbing and / or energy-reflecting substances can furthermore be applied to the target environment of the irradiation unit, as is known, for example, from the processes of high-speed sintering or multi-jet fusion.
Unter„Aufschmelzen“ wird dabei der Prozess verstanden, bei dem das Pulver während eines additiven Fertigungsprozesses, beispielsweise im Pulverbett, durch Eintrag von Energie, bevorzugt mittels elektromagnetischer Wellen, insbesondere durch Laserstrahlen, zumindest teilweise geschmolzen wird. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung gewährleistet dabei ein zumindest teilweises Aufschmelzen und Fertigung von prozesssicheren Formkörpern mit hoher mechanischer Stabilität und Formtreue. By "melting" is meant the process in which the powder is melted during an additive manufacturing process, for example in the powder bed, by introducing energy, preferably by means of electromagnetic waves, in particular by laser beams, at least partially. The composition according to the invention thereby ensures at least partial melting and production of process-safe molded articles with high mechanical stability and dimensional accuracy.
Es hat sich weiter gezeigt, dass die Zugfestigkeit und Bruchdehnung als Werkstoffeigenschaften bzw. als Maß für die Prozessierbarkeit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung von Nutzen sein kann. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist eine vorteilhafte Zusammensetzung eine Zugfestigkeit von mindestens etwa 5 MPa, bevorzugt von mindestens etwa 25 MPa, insbesondere von mindestens etwa 50 MPa, auf. Höchstens weist die bevorzugte Zusammensetzung eine Zugfestigkeit von etwa 500 MPa, bevorzugt von höchstens etwa 350 MPa, insbesondere von höchstens etwa 250 MPa, auf. Die Werte für die Bruchdehnung der bevorzugten Zusammensetzung liegen dabei bei mindestens etwa 1 %, besonders bevorzugt bei mindestens etwa 5 %, insbesondere bei mindestens etwa 50 %. Höchstens weist eine bevorzugte Zusammensetzung eine Bruchdehnung von etwa 1000 %, weiter bevorzugt von höchstens etwa 800 %, besonders bevorzugt von höchstens etwa 500 %, insbesondere von höchstens etwa 250 %, insbesondere bevorzugt von höchstens etwa 100 %, auf. Die Bestimmung der Zugfestigkeit und Bruchdehnung kann mit Hilfe des sogenannten Zugversuchs nach DIN EN ISO 527 ermittelt werden und ist dem Fachmann bekannt. It has also been shown that the tensile strength and elongation at break can be useful as material properties or as a measure of the processability of the composition according to the invention. According to a further preferred embodiment, an advantageous composition has a tensile strength of at least about 5 MPa, preferably of at least about 25 MPa, in particular of at least about 50 MPa. At most, the preferred composition has a tensile strength of about 500 MPa, preferably at most about 350 MPa, more preferably at most about 250 MPa. The values for the elongation at break of the preferred composition are at least about 1%, particularly preferably at least about 5%, in particular at least about 50%. At most, a preferred composition has an elongation at break of about 1000%, more preferably of at most about 800%, more preferably of at most about 500%, in particular of at most about 250%, most preferably of at most about 100%. The determination of the tensile strength and elongation at break can be determined with the aid of the so-called tensile test according to DIN EN ISO 527 and is known to the person skilled in the art.
Ferner kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung auf deren Dosierbarkeit im kalten bzw. warmen Zustand in der Lasersinteranlage, deren Schichtauftrag und Pulverbettzustand im kalten bzw. warmen Zustand, deren Schichtauftrag im Lasersinterprozess, bevorzugt im laufenden Lasersinterprozess, insbesondere deren Beschichtung auf belichteten Flächen und der Maßhaltigkeit und der mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Probekörper bewertet werden. Furthermore, the composition according to the invention can be applied to its meterability in the cold or warm state in the laser sintering system, its layer application and powder bed state in the cold or warm state, their layer order in the laser sintering process, preferably in the current laser sintering process, in particular their coating on exposed surfaces and dimensional accuracy and mechanical properties of the specimens obtained are evaluated.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Zusammensetzung zumindest ein Zusatzmittel umfasst, welches eine Anpassung der mechanischen, elektrischen, magnetischen, flammschützenden und/oder ästhetischen Pulver- bzw. Produkteigenschaften erlaubt. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung zumindest ein organisches und/oder anorganisches Zusatzmittel wie beispielsweise Glas-, Metall-, zum Beispiel Aluminium- und/oder Kupfer- und/oder Eisen-, Keramikpartikel, Metalloxide oder Pigmente zur Variation der Farbe, bevorzugt Titandioxid oder Ruß. Furthermore, it is advantageous if the composition comprises at least one additive which allows an adaptation of the mechanical, electrical, magnetic, flame-retardant and / or aesthetic powder or product properties. In a preferred embodiment, the composition comprises at least one organic and / or inorganic additive such as glass, metal, for example aluminum and / or copper and / or iron, ceramic particles, metal oxides or pigments for varying the color, preferably titanium dioxide or soot.
Alternativ oder zusätzlich kann das Zusatzmittel auch aus einer Faser, wie beispielsweise einer Carbon-, Glas- und/oder Keramikfaser, wie z. B. Wollastonit, ausgewählt sein. Dadurch kann auch das Absorptionsverhalten des Pulvers beeinflusst werden. Füllstoffe zur Anpassung der mechanischen Eigenschaften können auch ausgewählt sein aus der Gruppe der Metalloxide, oder aus Calciumcarbonat. Flammhemmende Zusatzmittel können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend Metallhydroxide wie Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid, Phosphorverbindungen wie z. B. Roter Phosphor oder Ammoniumpolyphosphat oder bromhaltige Flammschutzmittel Alternatively or additionally, the additive can also be made of a fiber, such as a carbon, glass and / or ceramic fiber, such. B. wollastonite. As a result, the absorption behavior of the powder can also be influenced. Fillers for adjusting the mechanical properties may also be selected from the group of metal oxides, or from calcium carbonate. Flame-retardant additives can be selected, for example, from the group comprising metal hydroxides, such as Magnesium hydroxide or aluminum hydroxide, phosphorus compounds such. As red phosphorus or ammonium polyphosphate or brominated flame retardants
Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn die Zusammensetzung zumindest ein Zusatzmittel umfasst, welches zur thermooxidativen Stabilisierung des Polymers und/oder zur UV-Stabilisierung eingesetzt wird. Dabei kann es sich z. B. um ein Antioxidationsmittel und/oder um einen UV-Stabilisator handeln. Ein solches Antioxidationsmittel kann beispielsweise unter dem Handelsnamen Irganox oder Irgafos bei der Firma BASF (Ludwigshafen, Deutschland) bezogen werden; ein UV-Stabilisator kann beispielsweise unter dem Handelsnamen Tinuvin über die Firma BASF erhalten werden. Furthermore, it may be advantageous if the composition comprises at least one additive which is used for the thermo-oxidative stabilization of the polymer and / or for UV stabilization. It may be z. B. an antioxidant and / or a UV stabilizer. Such an antioxidant can be obtained, for example, under the trade name Irganox or Irgafos from BASF (Ludwigshafen, Germany); a UV stabilizer can be obtained for example under the trade name Tinuvin on the company BASF.
Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn als Zusatzmittel ein IR-Absorber eingesetzt wird, welcher im Bereich der eingesetzten Wellenlänge des Lasers oder der Infrarot- Heizung absorbiert. Dabei kann es sich beispielsweise um Ruß und/oder Kupferhydroxidphosphat handeln. Furthermore, it may be advantageous if an IR absorber is used as additive, which absorbs in the range of the wavelength used of the laser or the infrared heater. This may be, for example, soot and / or copper hydroxide.
Neben einer Funktionalisierung durch den Zusatz von beispielsweise Pigmenten können prinzipiell auch Verbindungen mit bestimmten funktionellen Eigenschaften in einer oder mehreren der Schichten oder im gesamten Formkörper vorliegen. Eine Funktionalisierung könnte z. B. darin bestehen, dass der ganze Formkörper, eine oder mehrere Schichten des Formkörpers oder auch nur Teile einer oder mehrerer Schichten des Formkörpers elektrisch leitend ausgerüstet werden. Diese Funktionalisierung kann durch leitfähige Pigmente, wie z. B. Metallpulver, oder durch Verwendung von leitfähigen Polymeren, wie z. B. durch den Zusatz von Polyanilin, erreicht werden. Auf diese Weise sind Formkörper, die Leiterbahnen aufweisen, erhältlich, wobei diese sowohl oberflächlich als auch innerhalb des Formkörpers vorhanden sein können. In addition to a functionalization by the addition of, for example, pigments, it is also possible in principle for compounds having particular functional properties to be present in one or more of the layers or in the entire molding. A functionalization could z. Example, consist in that the entire shaped body, one or more layers of the shaped body or even parts of one or more layers of the shaped body are electrically conductive equipped. This functionalization can be achieved by conductive pigments, such. As metal powder, or by using conductive polymers such. B. by the addition of polyaniline can be achieved. In this way, molded articles having printed conductors can be obtained, and these can be present both on the surface and within the molded article.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen der beschriebenenFurther features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the claims. It should be noted that the invention is not limited to the embodiments of the described
Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können die einzelnen Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegende Figur Bezug genommen. Es zeigt: Figur 1 DSC Thermogramme von erfindungsgemäßen Zusammensetzungen („PP 001“, „PP002“) im Vergleich zu einer Zusammensetzung, welche kein Additiv enthält („PP ohne Additiv“). Beispiele Embodiments, but is determined by the scope of the appended claims. In particular, the individual features in embodiments according to the invention can be realized in a different combination than in the examples given below. In the following explanation of some embodiments of the invention, reference is made to the accompanying figure. It shows: Figure 1 DSC thermograms of compositions of the invention ("PP 001", "PP002") compared to a composition containing no additive ("PP without additive"). Examples
Beispiel 1 example 1
Polypropylen (PP) (Polypropylen-Polyethylen Copolymer, Borealis, Österreich) mit einem MVR-Wert von 30 cm3/10min wurde mit Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 20 000 D und 35 000 D; Clariant, Schweiz) in einem Verhältnis von 30 Gew.-% PP-Polypropylene (PP) (polypropylene-polyethylene copolymer Borealis, Austria) with an MVR value of 30 cm 3/10 min was mixed with polyethylene glycol (PEG (molecular weight MW) 20000 D and 35000 D; Clariant, Switzerland) in a ratio of 30% by weight of PP
Copolymer zu 70 Gew.-% Polyethylenglykol zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: von 220 bis 360 °C). Für die Probe„PP 01“ betrug das Verhältnis aus Polyethylenglykol 20 000 und 35 000 50 Gew.-% zu 50 Gew.-%. Für die Probe„PP-02“ betrug das Verhältnis aus Polyethylenglykol 20 000 und 35 000 80 Gew.-% zu 20 Gew.-%. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband unter Zufuhr von Raumluft auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das Polyethylenglykol aufzulösen wurde die Mischung im Anschluss in Wasser unter Rühren aufgelöst (1 kg der Mischung in 9 kg Wasser) und zentrifugiert (Zentrifuge TZ3, Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH, Lahr, Deutschland). Der Pulverkuchen aus dem PP- Copolymer wurde zwei Mal mit 10 Liter Wasser in der Zentrifuge gewaschen, um den Überschuss von Polyethylenglykol zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Danach wurde das Pulver mit Hilfe einer Taumelsiebmaschine (Maschenweite Sieb: 245 pm, Siebtechnik GmbH, Mühlheim, Deutschland) gesiebt. In einem Containermischer (Mixaco Labor Containermischer, 12 Liter, Mixaco Maschinenbau Dr. Herfeld GmbH & Co KG, Neuenrade, Deutschland) wurde das Pulver unter Rühren für 1 Min. mit 0,1 Gew.-% eines Antiagglomerationsmittels (Aerosil R974, Evonik Ressource Efficiency, Hanau, Deutschland) versetzt. Es wurden Pulver mit folgender Korngröße erhalten: Copolymer mixed to 70 wt .-% polyethylene glycol together in an extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg, Germany) in the melt state (zone temperature: from 220 to 360 ° C). For the sample "PP 01", the ratio of polyethylene glycol was 20,000 and 35,000 50 wt% to 50 wt%. For the sample "PP-02", the ratio of polyethylene glycol was 20,000 and 35,000 80 wt% to 20 wt%. The mixture was cooled to room temperature after extrusion on a conveyor belt with supply of room air and packaged. In order to dissolve the polyethylene glycol, the mixture was subsequently dissolved in water with stirring (1 kg of the mixture in 9 kg of water) and centrifuged (centrifuge TZ3, Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH, Lahr, Germany). The powder cake of the PP copolymer was washed twice with 10 liters of water in the centrifuge to remove the excess of polyethylene glycol. The powder cake was then dried at 60 ° C. at 300 mbar for 10 hours in a vacuum dryer (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Germany). Thereafter, the powder was sieved by means of a tumble sieve machine (mesh sieve: 245 μm, Siebtechnik GmbH, Mühlheim, Germany). In a container mixer (Mixaco laboratory container mixer, 12 liters, Mixaco Maschinenbau Dr. Herfeld GmbH & Co. KG, Neuenrade, Germany), the powder was stirred for 1 min. With 0.1 wt .-% of an anti-agglomeration agent (Aerosil R974, Evonik Resource Efficiency, Hanau, Germany). Powders with the following grain size were obtained:
Probe„PP 01“: d 50 = 45 pm Sample "PP 01": d 50 = 45 pm
Probe„PP 02“: d 50 = 40 pm Der Gehalt von Polyethylenglykol an den getrockneten Zusammensetzungen („PP 01“, „PP 02“) wurde mittels DSC (DIN EN ISO 11357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 1 dargestellt. Der Gehalt des Polyethylenglykols an den getrockneten Zusammensetzungen ist in Tabelle 2 (unten) benannt. Auf die gleiche Weise kann auch der Gehalt an Polyethylenoxid (PEO) bestimmt werden, wenn dieses bei der Herstellung als Additiv verwendet wird. Sample "PP 02": d 50 = 40 pm The content of polyethylene glycol on the dried compositions ("PP 01", "PP 02") was determined by DSC (DIN EN ISO 11357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for the evaluation are shown in Table 1. The content of the polyethylene glycol on the dried compositions is named in Table 2 (below). In the same way, the content of polyethylene oxide (PEO) can be determined when it is used as an additive in the production.
Tabelle 1 : Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AHm PBC von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in der Probe. Table 1: Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH m PBC of PEG / PEO for the determination of the PEG / PEO content in the sample.
n.b.= nicht bestimmt  n.b. = not determined
Methoden zur Berechnung des Gehalts an Additiv an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung: 1 ) Methode 1 : Für PEG/PEO in Polypropylen: Methods for calculating the content of additive in the composition according to the invention: 1) Method 1: For PEG / PEO in polypropylene:
Tabelle 1 stellt die DSC-Methode sowie die Integrationsgrenzen und Schmelzenthalpie einer PEG-Probe { HmPEe) dar. Auf dieselbe Weise kann auch der Gehalt an Polyethylenoxid (PEO) bestimmt werden, wenn dieses bei der Herstellung als Additiv verwendet wird. Table 1 presents the DSC method as well as the integration limits and enthalpy of fusion of a PEG sample {H mPEe ). In the same way, the content of polyethylene oxide (PEO) can also be determined when used as an additive in the preparation.
Die PEG/PEO-Schmelzenthalpie wird im 2. Heizlauf (Segment 6 der DSC-Methode) bestimmt. Auf Basis dieser Werte und mit Hilfe der Formel 1 wird der PEG/PEO-Gehalt in der Probe wie folgt ermittelt 100The PEG / PEO enthalpy of fusion is determined in the 2nd heating run (segment 6 of the DSC method). Based on these values and with the aid of formula 1, the PEG / PEO content in the sample is determined as follows 100
Formel 1  formula 1
D HpEG ist die PEG Schmelzenthalpie in der Probe ermittelt mit der Methode wie in Tabelle 1 dargestellt. D Hp EG is the PEG enthalpy of fusion in the sample determined by the method as shown in Table 1.
&HmPEG ist die PEG Schmelzenthalpie einer reinen PEG Probe (171 J/g) ermittelt mit Polyglykol 20000 S (Technische Qualität, Clariant, Schweiz). & H mPEG is the PEG enthalpy of fusion of a pure PEG sample (171 J / g) determined with Polyglycol 20000 S (Technical grade, Clariant, Switzerland).
2) Methode 2: Für PEG/PEO in teilkristallinen und amorphen Polymeren und Polymerblends: 2) Method 2: For PEG / PEO in Partially Crystalline and Amorphous Polymers and Polymer Blends:
Analog zur Bestimmung des Gehalts von PEG/PEO in Polypropylen (siehe Methode 1 ). Abweichend von Methode 1 wird anstelle 220 °C für die Starttemperatur (Segmente 3+4)- und Endtemperatur (Segmente 2+3+6) im DSC die Temperatur verwendet, welche für das teilkristalline Polymer gemäß DIN EN ISO 1 1357 verwendet wird. Die maximale Endtemperatur ist jedoch auf 360 °C begrenzt, um einen thermischen Abbau des PEG/PEO zu vermeiden.  Analogous to the determination of the content of PEG / PEO in polypropylene (see method 1). Notwithstanding Method 1, instead of 220 ° C for the starting temperature (segments 3 + 4) and final temperature (segments 2 + 3 + 6) in the DSC, the temperature used for the semicrystalline polymer according to DIN EN ISO 1 1357 is used. However, the maximum end temperature is limited to 360 ° C to avoid thermal degradation of the PEG / PEO.
3) Methode 3: Für teilkristalline Additive mittels DSC: 3) Method 3: For semi-crystalline additives by DSC:
Analog zur Bestimmung des Gehalts von PEG/PEO in teilkristallinen Polymeren (siehe Methode 2). Abweichend wird für die Starttemperatur (Segmente 3+4) und Endtemperatur (Segmente 2+3+6) im DSC die Temperatur verwendet, welche für das teilkristalline Polymer oder das Additiv gemäß DIN EN ISO 1 1357 verwendet wird. Je nachdem welche Temperatur höher liegt, wird diese verwendet. Die Ermittlung des Additiv Gehalts erfolgt in Analogie zur Ermittlung des PEG/PEO- Gehalts. Abweichend hierzu wird jedoch DSC Methode 3 verwendet. Analogous to the determination of the content of PEG / PEO in semicrystalline polymers (see Method 2). By way of derogation, the temperature used for the semicrystalline polymer or the additive according to DIN EN ISO 1 1357 is used for the starting temperature (segments 3 + 4) and final temperature (segments 2 + 3 + 6) in the DSC. Depending on which temperature is higher, this is used. The determination of the additive content is analogous to the determination of the PEG / PEO content. By contrast, however, DSC method 3 is used.
Formel 2  Formula 2
DH Additiv ist die Schmelzenthalpie des Additivs in der Probe ermittelt mit der DSCDH additive is the enthalpy of fusion of the additive in the sample determined by the DSC
Methode 3. Method 3.
^HmAdditiv ist die Schmelzenthalpie des reinen Additivs ermittelt mit der DSC Methode 3. Die Kristallisations- und Schmelztemperaturen der Zusammensetzungen wurden mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte mit Hilfe der Software STARe 15.0. Die Änderungen der Kristallisations- und Schmelztemperaturen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mit Additiv („PP 01“,„PP 02“) im Vergleich zu einer Zusammensetzung ohne Zusatz eines Additivs („PP ohne Additiv“) sind in Tabelle 2 und Figur 1 dargestellt. ^ H mAdditive is the enthalpy of fusion of the pure additive determined by DSC method 3. The crystallization and melting temperatures of the compositions were determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation took place with the help of the software STARe 15.0. The changes in the crystallization and melting temperatures of the inventive compositions with additive ("PP 01", "PP 02") compared to a composition without the addition of an additive ("PP without additive") are shown in Table 2 and FIG.
Bei Figur 1 handelt es sich um DSC-Thermogramme der Proben„PP ohne Additiv“,„PP 01“ und„PP 02“, die üblicherweise in Abhängigkeit von der Temperatur (°C) aufgetragen sind. Anstelle der Ordinate ist ein Referenzbalken von 20 mW angegeben. In den oberen drei Kurven sind die jeweiligen Schmelzpeaks, also die Temperatur TM, bei welcher die Zusammensetzung schmilzt, für die Proben„PP ohne Additiv“,„PP 01“ und„PP 02“ zu erkennen. Die unteren Kurven zeigen die Kristallisationstemperaturen TK der Proben„PP ohne Additiv“,„PP 01“ und„PP 02“. FIG. 1 shows DSC thermograms of the samples "PP without additive", "PP 01" and "PP 02", which are usually plotted as a function of the temperature (° C.). Instead of the ordinate, a reference bar of 20 mW is given. In the upper three curves, the respective melting peaks, ie the temperature TM at which the composition melts, can be recognized for the samples "PP without additive", "PP 01" and "PP 02". The lower curves show the crystallization temperatures TK of the samples "PP without additive", "PP 01" and "PP 02".
Bei Zugabe von Additiv ist sowohl eine Änderung der Kristallisationstemperatur TK als auch der Schmelztemperatur TM zu beobachten. Die Vergleichsprobe„PP ohne Additiv“ zeigt eine Kristallisationstemperatur von etwa 115 °C (siehe Tabelle 2: Probe„PP ohne Additiv“, Spalte „TK 1. Heizrate (HR)“; Figur 1 : durchgezogene Linie, oberstes DSC Thermogramm). Bei einem Gehalt an Additiv von 0,64 Gew.-% in der erfindungsgemäßen getrockneten Zusammensetzung („PP 01“), im vorliegenden Fall von PEG mit einen Molekulargewicht (MW) von 35 000 D und 20 000 D im Verhältnis 50 : 50, ergibt sich eine Erniedrigung der Kristallisationstemperatur um etwa 8 °C, nämlich von etwa 1 15 °C auf etwa 107 °C (siehe Tabelle 2: Probe„PP 01“, Spalte„TK 1. HR“; Figur 1 : gepunktete Linie, zweitoberstes DSC Thermogramm). Bei einem Gehalt von PEG von 1 ,09 Gew.-% in der erfindungsgemäßen getrockneten Zusammensetzung („PP 02“) (Verhältnis PEG MW 35 000 D zu MW 20 000 D: 20 : 80) ergibt sich eine Erniedrigung der Kristallisationstemperatur von etwa 15 °C, von etwa 1 15 °C auf etwa 100 °C (siehe Tabelle 2: Probe„PP 02“, Spalte„TK 1. HR“; Figur 1 : gestrichelte Linie, drittoberstes DSC Thermogramm). Upon addition of additive, both a change in the crystallization temperature TK and the melting temperature TM can be observed. The comparative sample "PP without additive" shows a crystallization temperature of about 115 ° C. (see Table 2: sample "PP without additive", column "TK 1. heating rate (HR)", Figure 1: solid line, top DSC thermogram). With an additive content of 0.64% by weight in the dried composition according to the invention ("PP 01"), in this case of PEG having a molecular weight (MW) of 35 000 D and 20 000 D in the ratio 50: 50, a reduction of the crystallization temperature by about 8 ° C., namely from about 1 15 ° C. to about 107 ° C. (see Table 2: sample "PP 01", column "TK 1 HR", Figure 1: dotted line, second top DSC thermogram). At a content of PEG of 1, 09 wt .-% in the dried composition according to the invention ("PP 02") (ratio PEG MW 35 000 D to MW 20 000 D: 20: 80) results in a lowering of the crystallization temperature of about 15 C., from about 15.degree. C. to about 100.degree. C. (see Table 2: sample "PP 02", column "TK 1. HR"; Figure 1: dashed line, third uppermost DSC thermogram).
Eine Änderung der Schmelztemperatur TM der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen im Vergleich zu einer Probe ohne Additiv ist dahingehend zu beobachten, dass für die Probe ohne Additiv ein„Doppel“peak bei etwa 132 °C und 141 °C zu beobachten ist (siehe Tabelle 2: „Probe ohne Additiv“, Spalte „TM 2. HR“; Figur 1 : unterste durchgezogene Linie). Bei einem Gehalt des Additivs von 0,64 Gew.-% ist hingegen ein Schmelzpeak zu erkennen ist, welcher eine Schulter und einen Peak bei etwa 137,5 °C zeigt (siehe Tabelle 2: Probe„PP 01“, Spalte„TM 2. HR“; Figur 1 : unterste gepunktete Linie); für die Probe„PP 02“, welche einen Gehalt von Additiv von 1 ,09 Gew.-% aufweist, ergibt sich schließlich ein Peak bei etwa 135 °C (siehe Tabelle 2: Probe„PP 02“, Spalte „TM 2. HR“; Figur 1 : unterste gestrichelte Linie). A change in the melting temperature TM of the compositions according to the invention compared to a sample without additive can be observed in that for the sample without additive a "double" peak at about 132 ° C and 141 ° C is observed (see Table 2: "Sample without additive ", column" TM 2. HR "; FIG. 1: lowest solid line). By contrast, when the content of the additive is 0.64% by weight, a melting peak is seen which shows a shoulder and a peak at about 137.5 ° C. (see Table 2: Sample "PP 01", column "TM 2 HR "; Figure 1: lowest dotted line); for the sample "PP 02", which has a content of additive of 1, 09 wt .-%, finally results in a peak at about 135 ° C (see Table 2: sample "PP 02", column "TM 2. HR Figure 1: lowest dashed line).
Tabelle 2: Kristallisations- und Schmelztemperaturen von Polypropylen Copolymer Proben (PP) ohne Zusatz von Additiv („PP ohne Additiv“) und mit Zusatz von Additiv („PP 01“, „PP 02“). Das Additiv bestand aus einer Mischung von PEG mit einemTable 2: Crystallization and melting temperatures of polypropylene copolymer Samples (PP) without additive ("PP without additive") and with addition of additive ("PP 01", "PP 02"). The additive consisted of a mixture of PEG with one
Molekulargewicht (MW) von 35 000 D und 20 000 D im Verhältnis wie dargestellt. Molecular weight (MW) of 35,000 D and 20,000 D in the ratio as shown.
n.a. = nicht anwendbar TM = Schmelztemperatur  n / A. = not applicable TM = melting temperature
TK = Kristallisationstemperatur HR = Heizrate  TK = crystallization temperature HR = heating rate
XC = Kristallinität dH = Schmelzenthalpie XC = crystallinity dH = enthalpy of fusion
Beispiel 2: Example 2:
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung des Beispiels 2 erfolgte gemäß Beispiel 1. Das eingesetzte Polypropylen-Polyethylen Copolymer (Typ QR674K) wurde in Beispiel 2 von der Firma Sabic Innovative Plastics (Bergen op Zoom, Niederlande) bezogen; als Additiv wurde Polyethylenglykol (Clariant, Schweiz) mit einer Molmasse von 35 000 D eingesetzt. Es wurde ein Pulver mit folgender Korngröße erhalten: PP-03: d50 = 29 pm  The preparation of the composition according to the invention of Example 2 was carried out according to Example 1. The polypropylene-polyethylene copolymer (type QR674K) used was obtained in Example 2 from Sabic Innovative Plastics (Bergen op Zoom, Netherlands); Polyethylene glycol (Clariant, Switzerland) with a molecular weight of 35,000 D was used as the additive. A powder with the following particle size was obtained: PP-03: d50 = 29 μm
Die Bestimmung des Gehalts von PEG erfolgte analog zu Beispiel 1. Die Schmelztemperatur TM und Kristallisationstemperatur TK der erfindungsgemäßen Zusammensetzung„PP 03“ im Vergleich zu einer Probe„PP ohne Additiv“ ist in Tabelle 3 dargestellt. Bei Zugabe von Additiv ist wiederum eine Änderung der Kristallisationstemperatur TK als auch der Schmelztemperatur TM im Vergleich zur Probe ohne Additiv zu beobachten. Die Vergleichsprobe „PP ohne Additiv“ zeigt eine Kristallisationstemperatur von etwa 120 °C (siehe Tabelle 3: Probe„PP ohne Additiv“, Spalte„TK 1. Heizrate (HR)“). Bei einem Gehalt an Additiv von 0,08 Gew.-% in der erfindungsgemäßen getrockneten Zusammensetzung („PP 03“), im vorliegenden Fall von PEG mit einen Molekulargewicht (MW) von 35 000 D, ergibt sich eine Erniedrigung der Kristallisationstemperatur um etwa 12 °C, nämlich von etwa 120 °C auf etwa 108 °C (siehe Tabelle 3: Probe„PP 03“, Spalte„TK 1. HR“). The content of PEG was determined analogously to Example 1. The melting temperature TM and crystallization temperature TK of the inventive composition "PP 03" in comparison to a sample "PP without additive" is shown in Table 3. When additive is added, it is again possible to observe a change in the crystallization temperature TK and in the melting temperature TM in comparison with the sample without additive. The comparative sample "PP without additive" shows a crystallization temperature of about 120 ° C (see Table 3: sample "PP without additive", column "TK 1. heating rate (HR)"). With a content of additive of 0.08 wt .-% in the dried composition according to the invention ("PP 03"), in the present case of PEG having a molecular weight (MW) of 35 000 D, results in a lowering of the crystallization temperature by about 12 ° C, namely from about 120 ° C to about 108 ° C (see Table 3: sample "PP 03", column "TK 1. HR").
Tabelle 3: Kristallisations- und Schmelztemperatur der Polypropylen Copolymer Proben (PP) ohne Zusatz von Additiv („PP ohne Additiv“) und mit Zusatz von Additiv („PP 03“). Das Additiv bestand aus PEG mit einen Molekulargewicht (MW) von 35 000 D. Table 3: Crystallization and melting temperature of the polypropylene copolymer samples (PP) without addition of additive ("PP without additive") and with addition of additive ("PP 03"). The additive consisted of PEG with a molecular weight (MW) of 35,000 D.
Beispiel 3: Example 3:
Polyetherketonketon (PEKK) (Kepstan 6004, Arkema, Frankreich) wurde mitPolyether ketone ketone (PEKK) (Kepstan 6004, Arkema, France) was used with
Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 20 000 D und 35 000 D; Clariant,Polyethylene glycol (PEG, molecular weight (MW) 20,000 D and 35,000 D; Clariant,
Schweiz) bzw. Polyethylenoxid (PEO: Molekulargewicht (MW) 100 000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N10) in einem Verhältnis von 30-40 Gew.-% PEKK zu 60-70 Gew.-% PEG und/oder PEO zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischtSwitzerland) or polyethylene oxide (PEO: molecular weight (MW) 100 000 D, The Dow Chemical Company, Polyox WSR N10) in a ratio of 30-40 wt .-% PEKK to 60-70 wt .-% PEG and / or PEO together in an extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg, Germany) in the melt state
(Zonentemperatur: 340 °C). Die genauen Verhältnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 5 °C / Sekunde (s) auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das PEG bzw. PEO aufzulösen wurde ein Teil der Mischung im Anschluss bei 70 °C in Wasser unter Rühren aufgelöst (30 g in 150 ml Wasser), in einer Vibrationssiebmaschine (AS200, Maschenweite 300 pm, Fa. Retsch, Haan, Deutschland) gesiebt und das Filtrat < 300 pm mittels eines Büchnertrichters abfiltriert. Der Pulverkuchen wurde noch zweimal mit 150 ml Wasser in einem Erlenmeyerkolben gewaschen und jeweils im Büchnertrichter abfiltriert, um den Überschuss von PEG bzw. PEO zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Es wurden Pulverpoben mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 5 erhalten. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. (Zone temperature: 340 ° C). The exact conditions are listed in Table 4. The mixture was extruded on a conveyor belt with a Cooling rate of 5 ° C / second (s) cooled to room temperature and packaged. In order to dissolve the PEG or PEO, a portion of the mixture was subsequently dissolved in water at 70 ° C. with stirring (30 g in 150 ml of water), in a vibrating sieve machine (AS200, mesh size 300 μm, from Retsch, Haan, Germany). sieved and filtered off the filtrate <300 pm by means of a Büchner funnel. The powder cake was washed twice more with 150 ml of water in an Erlenmeyer flask and filtered off in each Buchner funnel to remove the excess of PEG or PEO. The powder cake was then dried at 60 ° C. at 300 mbar for 10 hours in a vacuum dryer (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Germany). Pulverpoben with the properties according to Table 5 were obtained. The determination of the particle size distribution and sphericity (SPHT3) was carried out with Camsizer XT (Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Germany) according to DIN ISO 13322-2. with the module X-Flow in a solution of Triton X in distilled water (3% by mass). Evaluation according to Xarea.
Tabelle 4: Anteil PEKK und PEG 20000 bzw. PEG 35000 und PEO der getesteten Zusammensetzungen. Table 4: Percent PEKK and PEG 20000 and PEG 35000 and PEO of the tested compositions.
n.a.= nicht anwendbar Tabelle 5: Korngrößenverteilung und DSC Messungen der getesteten (getrockneten) Zusammensetzungen. na = not applicable Table 5: Grain size distribution and DSC measurements of the tested (dried) compositions.
Der Gehalt von PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 6 dargestellt. Da PEKK als quasi amorphes Polymer bei 10°C/min oder 20°C/min nicht kristallisiert, wurde zur Initiierung einer Kristallisation mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 2°C/min in Segment 5 abweichend von der Norm gemessen. The content of PEG or PEO in the dried compositions was determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for the evaluation are shown in Table 6. Since PEKK does not crystallize as a quasi-amorphous polymer at 10 ° C / min or 20 ° C / min, it was measured to initiate crystallization at a cooling rate of 2 ° C / min in Segment 5, deviating from the standard.
Tabelle 6: Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AHra PBC von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in den Proben von PEKK. Table 6: Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH ra PBC of PEG / PEO for the determination of the PEG / PEO content in the samples of PEKK.
Die Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erfolgt gemäß Beschreibung in Beispiel 1. Abweichend dazu wird die PEG/PEO-Schmelzenthalpie in Segment 8 statt Segment 6 der DSC-Methode bestimmt. The method for calculating the content of additive in the compositions according to the invention is carried out as described in Example 1. By way of derogation, the PEG / PEO enthalpy of fusion is determined in segment 8 instead of segment 6 of the DSC method.
Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, dass sich die Korngröße in Abhängigkeit der Molmasse an PEG und PEO einstellen läßt. Mit zunehmender Molmasse (PEO-Anteil) lässt sich auch der Kristallisationspunkt des Materials verringern. Durch das Verfahren zeigt sich außerdem ein weiterer großer Vorteil für PEKK. Ungefülltes PEKK (60:40 T/I Copolymer) (PEKK ohne Additiv), welches ohne PEG/PEO extrudiert wird, liegt als quasi amorphes Granulat vor, weil die Abkühlung nach der Extrusion sehr schnell erfolgt (typischerweise > 100 °C/s). Im DSC zeigt sich eine kalte Nachkristallisation mit exothermen Peak bei ca. 256 °C mit anschließendem endothermen Schmelzpeak bei 306 °C, TM 1. HR. Eine gemeinsame Integration von Nachkristallisationspeak und anschließendem Schmelzpeak ergibt eine Schmelzenthalpie von 0 J/g und somit eine Kristallinität von 0 %, XC 1. HR, im Granulat. Amorphe Materialien sind jedoch beim Laser-Sintern eher ungünstig zu verarbeiten. Mittels der Schmelzemulgierung wird erreicht, dass das PEKK-Pulver teilkristallin mit einem Schmelzpunkt TM (1. HR) von ca. 284 °C und einer Kristallinität XM (1. HR) von 14,4-19,2 % vorliegt. Die Berechnung des Kristallinitätswertes mittels DSC erfolgte dabei mit 130 J/g für theoretisch 100 % kristallines PEKK (Quelle Cytec, Technichal data Sheet, PEKK Thermoplastic Polymer, Table 3). Es wurden für alle Pulver, mit Ausnahme von PEKK-03, Sphärizitäten von > 0,9 (Camsizer XT, SPHT3) erhalten. From Table 5 it can be seen that the grain size can be adjusted depending on the molecular weight of PEG and PEO. With increasing molecular weight (PEO content), the crystallization point of the material can also be reduced. The process also shows another big advantage for PEKK. Unfilled PEKK (60:40 T / I copolymer) (PEKK without additive), which is extruded without PEG / PEO, is present as quasi-amorphous granules, because the cooling takes place very rapidly after the extrusion (typically> 100 ° C./s) , In the DSC, a cold recrystallization with exothermic peak at about 256 ° C with subsequent endothermic melting peak at 306 ° C, TM 1. HR. A joint integration of Nachkristallisationspeak followed by melting peak results in a melting enthalpy of 0 J / g and thus a crystallinity of 0%, XC 1. HR, in the granules. However, amorphous materials tend to be unfavorable to laser sintering. By means of melt emulsification is achieved that the PEKK powder partially crystalline with a melting point TM (1st HR) of about 284 ° C and a crystallinity XM (1st HR) of 14.4-19.2%. The crystallinity value was calculated by DSC at 130 J / g for theoretically 100% crystalline PEKK (source Cytec, Technichal data Sheet, PEKK Thermoplastic Polymer, Table 3). Sphericities of> 0.9 (Camsizer XT, SPHT3) were obtained for all powders except PEKK-03.
Beispiel 4: Example 4:
Ein Karbonfasergefülltes PEKK (PEKK-CF, HT23, Advanced Laser Materials, Temple TX, USA) wurde mit Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 20 000 D und 35 000 D; Clariant, Schweiz) bzw. Polyethylenoxid (PEO: Molekulargewicht (MW) 100 000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N 10) in einem Verhältnis von 30 Gew.-% PEKK zu 70 Gew.-% PEG und/oder PEO zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: 340 °C). Die genauen Verhältnisse sind in Tabelle 7 aufgeführt. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 5 °C / Sekunde (s) auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das PEG bzw. PEO aufzulösen wurde ein Teil der Mischung im Anschluss bei 70 °C in Wasser unter Rühren aufgelöst (30 g in 150 ml Wasser), in einer Vibrationssiebmaschine (AS200, Maschenweite 300 pm, Fa. Retsch, Haan, Deutschland) gesiebt und das Filtrat < 300 pm mittels eines Büchnertrichters abfiltriert. Danach wurde der Pulverkuchen zweimal mit 150 ml Wasser in einem Erlenmeyerkolben gewaschen und jeweils im Büchnertrichter abfiltriert, um den Überschuss von PEG bzw. PEO zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Es wurden Pulver mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 8 erhalten. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. Tabelle 7: Anteil PEKK-CF und PEG 20 000 bzw. PEG 35 000 und PEO der getesteten Zusammensetzungen. A carbon fiber filled PEKK (PEKK-CF, HT23, Advanced Laser Materials, Temple TX, USA) was blended with polyethylene glycol (PEG, molecular weight (MW) 20,000 D and 35,000 D, Clariant, Switzerland) and polyethylene oxide (PEO: molecular weight (MW 100,000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N 10) in a ratio of 30% by weight of PEKK to 70% by weight of PEG and / or PEO together in an extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg , Germany) in the melt state (zone temperature: 340 ° C). The exact conditions are listed in Table 7. The mixture after extrusion was cooled to room temperature on a conveyor belt at a cooling rate of 5 ° C / second (s) and packaged. In order to dissolve the PEG or PEO, a portion of the mixture was subsequently dissolved in water at 70 ° C. with stirring (30 g in 150 ml of water), in a vibrating sieve machine (AS200, mesh size 300 μm, from Retsch, Haan, Germany). sieved and filtered off the filtrate <300 pm by means of a Büchner funnel. Thereafter, the powder cake was washed twice with 150 ml of water in an Erlenmeyer flask and filtered off in each Buchner funnel to remove the excess of PEG or PEO. The powder cake was then dried at 60 ° C. at 300 mbar for 10 hours in a vacuum dryer (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Germany). Powders having the properties shown in Table 8 were obtained. The determination of the particle size distribution and sphericity (SPHT3) was carried out with Camsizer XT (Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Germany) according to DIN ISO 13322-2. with the module X-Flow in a solution of Triton X in distilled water (3% by mass). Evaluation according to Xarea. Table 7: Percentage of PEKK-CF and PEG 20,000 and PEG 35,000 and PEO, respectively, of the compositions tested.
Tabelle 8: Korngrößenverteilung und DSC Messungen der getesteten (getrockneten) Zusammensetzungen. Table 8: Grain size distribution and DSC measurements of the tested (dried) compositions.
Der Gehalt von PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 9 dargestellt. Der Gehalt des PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen ist in Tabelle 8 benannt. The content of PEG or PEO in the dried compositions was determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for Evaluation are shown in Table 9. The content of the PEG or PEO in the dried compositions is given in Table 8.
Tabelle 9: Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AHra PEG von PEG/PEO zurTable 9: Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH ra PEG of PEG / PEO for
Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in den Proben des karbonfasergefüllten PEKK (PEKK-CF). Determination of PEG / PEO content in samples of carbon fiber filled PEKK (PEKK-CF).
Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgte gemäß Beschreibung in Beispiel 1. Abweichend dazu wird die PEG/PEO-Schmelzenthalpie in Segment 8 statt Segment 6 der DSC-Methode bestimmt. Aus Tabelle 8 ist ersichtlich, dass sich die Korngröße in Abhängigkeit der Molmasse an PEG und PEO einstellen lässt. Mit zunehmender Molmasse (PEO-Anteil), lässt sich auch der Kristallisationspunkt des Materials verringern. Durch das Verfahren zeigt sich außerdem ein weiterer großer Vorteil für gefülltes PEKK-CF, analog zum ungefüllten PEKK. Auch PEKK-CF ohne Additiv, welches ohne PEG/PEO extrudiert wird, liegt als quasi amorphes Granulat vor, weil die Abkühlung nach der Extrusion sehr schnell erfolgt (im DSC zeigt sich eine kalte Nachkristallisation mit exothermen Peak bei ca. 255 °C mit anschließendem endothermen Schmelzpeak bei 306 °C, TM 1. HR. Eine gemeinsame Integration von Nachkristallisationspeak und anschließendem Schmelzpeak ergibt eine Schmelzenthalpie von 0 J/g und somit eine Kristallinität von 0 %, XC 1. HR, im Granulat). Amorphe Materialien sind jedoch beim Laser-Sintern eher ungünstig zu verarbeiten. Mittels der Schmelzemulgierung wird erreicht, dass das PEKK-CF Pulver teilkristallin mit einem Schmelzpunkt TM (1. HR) von ca. 284 °C und einer Kristallinität XM (1. HR) von 14,4-19,2 % vorliegt. Die Berechnung des Kristallinitätswertes mittels DSC erfolgt dabei mit 130 J/g für theoretisch 100 % kristallines PEKK (Quelle Cytec, Technichal data Sheet, PEKK Thermoplastic Polymer, Table 3) unter Herausrechnen des Karbonfaseranteils von 23%. Method for calculating the content of additive in the composition according to the invention was carried out as described in Example 1. By way of derogation, the PEG / PEO enthalpy of fusion is determined in segment 8 instead of segment 6 of the DSC method. From Table 8 it can be seen that the grain size can be adjusted as a function of the molar mass of PEG and PEO. With increasing molecular weight (PEO content), the crystallization point of the material can also be reduced. The process also shows another great advantage for filled PEKK-CF, similar to the unfilled PEKK. Also PEKK-CF without additive, which is extruded without PEG / PEO, is present as quasi amorphous granules, because the cooling is very fast after the extrusion (in the DSC shows a cold recrystallization with exothermic peak at about 255 ° C with subsequent endothermic melting peak at 306 ° C., TM 1. HR A joint integration of the post-crystallization peak followed by the melting peak gives a melting enthalpy of 0 J / g and thus a crystallinity of 0%, XC 1 HR, in the granules). However, amorphous materials tend to be unfavorable to laser sintering. By melt emulsification is achieved that the PEKK-CF powder is partially crystalline with a melting point TM (1st HR) of about 284 ° C and a crystallinity XM (1st HR) of 14.4-19.2%. Calculation of the crystallinity value by DSC is carried out at 130 J / g for theoretically 100% crystalline PEKK (source Cytec, Technichal data Sheet, PEKK Thermoplastic Polymer, Table 3), taking into account the carbon fiber content of 23%.
Beispiel 5: Example 5:
Polyetherimid (PEI) (Ultem 1010, Sabic Innovative Plastics, Bergen op Zoom, Niederlande) wurde mit Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 35 000 D; Clariant, Schweiz) bzw. Polyethylenoxid (PEO: Molekulargewicht (MW) 100 000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N10) in einem Verhältnis von 30 Gew.-% PEI zu 70 Gew.-% PEG und/oder PEO zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Polyetherimide (PEI) (Ultem 1010, Sabic Innovative Plastics, Bergen op Zoom, The Netherlands) was blended with polyethylene glycol (PEG, molecular weight (MW) 35,000 D, Clariant, Switzerland) and polyethylene oxide (PEO: molecular weight (MW) 100,000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N10) in a ratio of 30% by weight PEI to 70% by weight PEG and / or PEO together in an extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz
Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: 340 °C). Die genauen Verhältnisse sind in Tabelle 9 aufgeführt. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 5 °C / Sekunde (s) auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das PEG bzw. PEO aufzulösen wurde ein Teil der Mischung im Anschluss bei 70 °C in Wasser unter Rühren aufgelöst (10 g in 1500 ml Wasser), in einer Vibrationssiebmaschine (AS200, Maschenweite 300 pm, Fa. Retsch, Haan, Deutschland) gesiebt und das Filtrat < 300 pm mittels eines Büchnertrichters abfiltriert. Der Pulverkuchen wurde noch zweimal mit 1500 ml Wasser in einem Erlenmeyerkolben gewaschen und jeweils im Büchnertrichter abfiltriert um den Überschuss von PEG bzw. PEO zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Es wurden Pulver mit Eigenschaften gemäß Tabelle 10 erhalten. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. Tabelle 10: Anteil PEI und PEG 20 000 bzw. PEG 35 000 und PEO der getesteten Zusammensetzungen sowie Daten zur Korngrößenverteilung und DSC der getrockneten Zusammensetzungen. Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg, Germany) in the melt state (zone temperature: 340 ° C). The exact conditions are listed in Table 9. The mixture after extrusion was cooled to room temperature on a conveyor belt at a cooling rate of 5 ° C / second (s) and packaged. In order to dissolve the PEG or PEO, a portion of the mixture was subsequently dissolved in water at 70 ° C. with stirring (10 g in 1500 ml of water), in a vibrating sieve machine (AS200, mesh size 300 μm, from Retsch, Haan, Germany). sieved and filtered off the filtrate <300 pm by means of a Büchner funnel. The powder cake was washed twice with 1500 ml of water in an Erlenmeyer flask and filtered off in each Buchner funnel to remove the excess of PEG or PEO. The powder cake was then dried at 60 ° C. at 300 mbar for 10 hours in a vacuum dryer (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Germany). Powders with properties according to Table 10 were obtained. The determination of the particle size distribution and sphericity (SPHT3) was carried out with Camsizer XT (Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Germany) according to DIN ISO 13322-2. with the module X-Flow in a solution of Triton X in distilled water (3% by mass). Evaluation according to Xarea. Table 10: Percentage of PEI and PEG 20,000 and PEG 35,000 and PEO of the compositions tested, as well as data on the particle size distribution and DSC of the dried compositions.
Der Gehalt von PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 11 dargestellt. Der Gehalt des PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen ist in Tabelle 10 benannt. The content of PEG or PEO in the dried compositions was determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for the evaluation are shown in Table 11. The content of the PEG or PEO in the dried compositions is given in Table 10.
Tabelle 11 : Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AHm PBC von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in den Proben von PEI. Table 11: Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH m PBC of PEG / PEO for the determination of the PEG / PEO content in the samples of PEI.
Die Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgte gemäß Beschreibung in Beispiel 1 in Segment 6 der DSC- Methode. The method for calculating the content of additive in the composition according to the invention was carried out as described in Example 1 in segment 6 of the DSC method.
Aus Tabelle 10 ist ersichtlich, dass sich die Korngröße in Abhängigkeit der Molmasse an PEG und PEO einstellen lässt. Da PEI schmelzamorph ist, kann kein Schmelzpunkt und kein Kristallisationspunkt ermittelt werden. From Table 10 it can be seen that the grain size can be adjusted as a function of the molecular weight of PEG and PEO. Since PEI is melt-amorphous, no melting point and no crystallization point can be determined.
Beispiel 6 Example 6
Lineares Polyphenylensulfid (PPS) (MVR (315 °C, 2,16kg) = 33 cm3/10 min) wurde mit Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 20 000 D und/oder 35 000 D; Clariant, Schweiz) bzw. Polyethylenoxid (PEO: Molekulargewicht (MW) 100 000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N10) in einem Verhältnis von 30-40 Gew.-% PPS zu 60-70 Gew.-% PEG und/oder PEO zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: 290 °C). Die genauen Verhältnisse sind in Tabelle 12 aufgeführt. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 4 °C / Sekunde (s) auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das PEG bzw. PEO aufzulösen wurde ein Teil der Mischung im Anschluss bei 70 °C in Wasser unter Rühren aufgelöst (30 g in 150 ml Wasser), in einer Vibrationssiebmaschine (AS200, Maschenweite 300 pm, Fa. Retsch, Haan, Deutschland) gesiebt und das Filtrat < 300 pm mittels eines Büchnertrichters abfiltriert. Danach wurde der Pulverkuchen zweimal mit 150 ml Wasser in einem Erlenmeyerkolben gewaschen und jeweils im Büchnertrichter abfiltriert, um den Überschuss von PEG bzw. PEO zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Es wurden Pulver mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 13 erhalten. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. Tabelle 12: Anteil PPS und PEG 20 000 bzw. PEG 35 000 und PEO der getesteten Zusammensetzungen. Linear polyphenylene sulfide (PPS) (MVR (315 ° C, 2.16 kg) = 33 cm 3/10 min) was mixed with polyethylene glycol (PEG (molecular weight MW) 20000 D and / or 35000 D; Clariant, Switzerland) or Polyethylene oxide (PEO: molecular weight (MW) 100,000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N10) in a ratio of 30-40% by weight PPS to 60-70% by weight PEG and / or PEO together in an extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg, Germany) in the melt state mixed (zone temperature: 290 ° C). The exact conditions are listed in Table 12. The mixture was cooled to room temperature after extrusion on a conveyor belt at a cooling rate of 4 ° C / second (s) and packed up. In order to dissolve the PEG or PEO, a portion of the mixture was subsequently dissolved in water at 70 ° C. with stirring (30 g in 150 ml of water), in a vibrating sieve machine (AS200, mesh size 300 μm, from Retsch, Haan, Germany). sieved and filtered off the filtrate <300 pm by means of a Büchner funnel. Thereafter, the powder cake was washed twice with 150 ml of water in an Erlenmeyer flask and filtered off in each Buchner funnel to remove the excess of PEG or PEO. The powder cake was then dried at 60 ° C. at 300 mbar for 10 hours in a vacuum dryer (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Germany). Powders having the properties shown in Table 13 were obtained. The determination of the particle size distribution and sphericity (SPHT3) was carried out with Camsizer XT (Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Germany) according to DIN ISO 13322-2. with the module X-Flow in a solution of Triton X in distilled water (3% by mass). Evaluation according to Xarea. Table 12: Percent PPS and PEG 20,000 and PEG 35,000 and PEO, respectively, of the compositions tested.
Tabelle 13: Korngrößenverteilung und DSC Messungen der getesteten (getrockneten) Zusammensetzungen. Table 13: Grain size distribution and DSC measurements of the tested (dried) compositions.
Der Gehalt von PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 14 dargestellt. Der Gehalt des PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen ist in Tabelle 13 benannt. The content of PEG or PEO in the dried compositions was determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for the evaluation are shown in Table 14. The content of the PEG or PEO in the dried compositions is given in Table 13.
Tabelle 14: Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AHm PBC von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in den Proben von Polyphenylensulfid. Table 14: Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH m PBC of PEG / PEO for determining the PEG / PEO content in the samples of polyphenylene sulfide.
Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgt gemäß Beschreibung in Beispiel 1 in Segment 6 der DSC- Methode. Die Berechnung des Kristallinitätswertes mittels DSC erfolgt dabei mit 1 12 J/g für theoretisch 100 % kristallines PPS. Method for calculating the content of additive in the composition according to the invention is carried out as described in Example 1 in segment 6 of the DSC method. The calculation of the crystallinity value by means of DSC is carried out with 1 12 J / g for theoretically 100% crystalline PPS.
Aus Tabelle 13 ist ersichtlich, dass sich die Korngröße in Abhängigkeit der Molmasse an PEG und PEO einstellen läßt. Durch Erhöhung des PPS Anteils von 30 auf 40 Gew.-% lässt sich die Korngröße erhöhen (vgl. PPS-04 und PPS-05), wenn das Anteilsverhältnis des PEG mit einem Molekulargewicht von 20 000 und 35 000 von 1 :1 beibehalten wird. From Table 13 it can be seen that the grain size can be adjusted as a function of the molar mass of PEG and PEO. By increasing the PPS content from 30% to 40% by weight, the particle size can be increased (see PPS-04 and PPS-05) if the proportion of the PEG having a molecular weight of 20,000 and 35,000 of 1: 1 is maintained ,
Beispiel 7: Example 7:
Ein Polyamid 12 (PA12-16) (Grilamid L16 LM, EMS-Chemie, Schweiz) bzw. ein Polyamid 12 (PA12-20) (Grilamid L20 LM, EMS-Chemie, Schweiz) wurden mit Polyethylenglykol A polyamide 12 (PA12-16) (Grilamid L16 LM, EMS-Chemie, Switzerland) or a polyamide 12 (PA12-20) (Grilamid L20 LM, EMS-Chemie, Switzerland) were mixed with polyethylene glycol
(PEG; Molekulargewicht (MW) 20 000 D Clariant, Schweiz) in einem Verhältnis von 45 Gew.-% PA12-16 zu 55 Gew.-% PEG zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: 260 °C). Die genauen Verhältnisse sind in Tabelle 15 aufgeführt. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 4 °C / Sekunde (s) auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das PEG bzw. PEO aufzulösen wurde ein Teil der Mischung im Anschluss bei 70 °C in Wasser unter Rühren aufgelöst (30 g in 150 ml Wasser), in einer Vibrationssiebmaschine (AS200, Maschenweite 300 pm, Fa. Retsch, Haan, Deutschland) gesiebt und das Filtrat < 300 pm mittels eines Büchnertrichters abfiltriert. Der Pulverkuchen wurde noch zweimal mit 150 ml Wasser in einem Erlenmeyerkolben gewaschen und jeweils im Büchnertrichter abfiltriert, um den Überschuss von PEG zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Es wurden Pulver mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 16 erhalten. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. (PEG, molecular weight (MW) 20,000 D Clariant, Switzerland) in a ratio of 45% by weight PA12-16 to 55% by weight PEG together in an extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg, Germany) mixed in the melt state (zone temperature: 260 ° C). The exact conditions are listed in Table 15. The mixture was extruded on a conveyor belt with a Cooling rate of 4 ° C / second (s) cooled to room temperature and packaged. In order to dissolve the PEG or PEO, a portion of the mixture was subsequently dissolved in water at 70 ° C. with stirring (30 g in 150 ml of water), in a vibrating sieve machine (AS200, mesh size 300 μm, from Retsch, Haan, Germany). sieved and filtered off the filtrate <300 pm by means of a Büchner funnel. The powder cake was washed twice more with 150 ml of water in an Erlenmeyer flask and filtered off in each Buchner funnel to remove the excess of PEG. The powder cake was then dried at 60 ° C. at 300 mbar for 10 hours in a vacuum dryer (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Germany). Powders having the properties shown in Table 16 were obtained. The determination of the particle size distribution and sphericity (SPHT3) was carried out with Camsizer XT (Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Germany) according to DIN ISO 13322-2. with the module X-Flow in a solution of Triton X in distilled water (3% by mass). Evaluation according to Xarea.
Tabelle 15: Anteil PA12 und PEG 20000 bzw. PEG 35000 und PEO der getesteten Zusammensetzungen sowie MVR. Table 15: Percent PA12 and PEG 20000 and PEG 35000 and PEO of the tested compositions and MVR.
Tabelle 16: Korngrößenverteilung und DSC Messungen der getesteten (getrockneten) Zusammensetzungen. Table 16: Grain size distribution and DSC measurements of the tested (dried) compositions.
Der Gehalt von PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 17 dargestellt. Der Gehalt des PEG an den getrockneten Zusammensetzungen ist in Tabelle 16 benannt. The content of PEG or PEO in the dried compositions was determined by DSC (DIN EN ISO 1 1357) on a DSC meter (Mettler Toledo DSC823). The evaluation was carried out using the software STARe 15.0. The method or data for the evaluation are shown in Table 17. The content of the PEG on the dried compositions is given in Table 16.
Die Berechnung des Kristallinitätswertes für Polyamid 12 erfolgt mittels DSC aus der Schmelzenthalpie bzw. Kristallisationsenthalpie mit 209,5 J/g für theoretisch 100 % kristallines Polyamid 12. The calculation of the crystallinity value for polyamide 12 is carried out by means of DSC from the enthalpy of fusion or crystallization enthalpy with 209.5 J / g for theoretically 100% crystalline polyamide 12.
Tabelle 17: Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AHm PBC von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in den Probe von PA-12. Table 17: Detailed description of the DSC method for the compositions according to the invention and the integration limit and AH m PBC of PEG / PEO for determining the PEG / PEO content in the sample of PA-12.
Die Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgt gemäß Beschreibung in Beispiel 1. Die PEG/PEO- Schmelzenthalpie wird in Segment 6 der DSC-Methode bestimmt. The method for calculating the content of additive in the composition according to the invention is carried out as described in Example 1. The PEG / PEO enthalpy of fusion is determined in segment 6 of the DSC method.
Aus Tabelle 16 ist ersichtlich, dass sich die Korngröße in Abhängigkeit der Schmelzviskosität des eingesetzten Polyamids 12 einstellen läßt. Mit höherer Schmelzviskosität, gelichbedeutend mit höherer Molmasse, wird eine geringere Korngrößenverteilung erhalten, wenn mit gleichem PEG-Anteil gearbeitet wird. From Table 16 it can be seen that the grain size can be adjusted depending on the melt viscosity of the polyamide 12 used. With a higher melt viscosity, which is equivalent to a higher molecular weight, a smaller particle size distribution is obtained when working with the same PEG content.

Claims

Patentansprüche claims
1. Zusammensetzung umfassend 1. Composition comprising
(a) zumindest ein Polymer,  (a) at least one polymer,
wobei das Polymer vorzugsweise in Form von Polymerpartikeln vorliegt und wobei das Polymer ausgewählt ist aus zumindest einem thermoplastischen Polymer, und wherein the polymer is preferably in the form of polymer particles and wherein the polymer is selected from at least one thermoplastic polymer, and
(b) zumindest ein Additiv, (b) at least one additive,
wobei das zumindest eine Additiv einen Anteil an der Zusammensetzung von mindestens 0,005 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 0,05 Gew.-%, insbesondere von mindestens wherein the at least one additive has a proportion of the composition of at least 0.005 wt .-%, preferably of at least 0.01 wt .-%, particularly preferably of at least 0.05 wt .-%, in particular of at least
0,075 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von mindestens 0,1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 0,2 Gew.-%, aufweist, 0.075 wt .-%, particularly preferably of at least 0.1 wt .-%, most preferably of at least 0.2 wt .-%,
und/oder  and or
wobei das Additiv einen Anteil an der Zusammensetzung von höchstens 2 Gew.-%, bevorzugt von höchstens 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens wherein the additive has a proportion of the composition of at most 2 wt .-%, preferably of at most 1, 5 wt .-%, particularly preferably of at most
1 Gew.-%, insbesondere von höchstens 0,7 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-%, aufweist. 1 wt .-%, in particular of at most 0.7 wt .-%, particularly preferably of at most 0.5 wt .-%, having.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1 , wobei das Additiv ausgewählt ist aus zumindest einem teilkristallinen Polymer, einem teilkristallinen Polyol, einem teilkristallinen2. The composition of claim 1, wherein the additive is selected from at least one semi-crystalline polymer, a partially crystalline polyol, a semi-crystalline
Tensid und/oder einem teilkristallinen Schutzkolloid. Surfactant and / or a partially crystalline protective colloid.
3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Additiv aus zumindest einem Polyol, bevorzugt aus zumindest einem Polyethylenglykol und/oder aus zumindest einem Polyethylenoxid und/oder aus zumindest einem Polyvinylalkohol und/oder aus Poloxamer und/oder aus Natriumdodecylsulfat, ausgewählt ist, wobei das Polyol besonders bevorzugt aus zumindest einem Polyethylenglykol ausgewählt ist. 3. Composition according to claim 1 or 2, wherein the additive is selected from at least one polyol, preferably from at least one polyethylene glycol and / or from at least one polyethylene oxide and / or from at least one polyvinyl alcohol and / or from poloxamer and / or from sodium dodecyl sulfate, wherein the polyol is more preferably selected from at least one polyethylene glycol.
4. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die4. A composition according to any one of the preceding claims, wherein the
Kristallisationstemperatur der Zusammensetzung um mindestens 2 °C, bevorzugt um mindestens 3 °C, besonders bevorzugt um mindestens 4 °C, insbesondere um mindestens 5 °C, im Vergleich zum thermoplastischen Polymer ohne Additiv erniedrigt und/oder wobei sich der Unterschied DTK/TM der Kristallisationstemperatur (TK) und der Schmelztemperatur (TM) um mindestens 1 °C, bevorzugt um mindestens 3 °C, besonders bevorzugt um mindestens 5 °C, erhöht. Crystallization temperature of the composition by at least 2 ° C, preferably by at least 3 ° C, more preferably by at least 4 ° C, in particular by at least 5 ° C, compared to the thermoplastic polymer without additive and / or wherein the difference DTK / TM of Crystallization temperature (TK) and the melting temperature (TM) by at least 1 ° C, preferably by at least 3 ° C, more preferably increased by at least 5 ° C.
5. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das thermoplastische Polymer ausgewählt ist aus zumindest einem Polyetherimid, Polycarbonat, Polysulfon, Polyphenylensulfon, Polyphenylenoxid, Polyethersulfon, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat, Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymerisat,5. A composition according to any one of the preceding claims, wherein the thermoplastic polymer is selected from at least one polyetherimide, polycarbonate, polysulfone, polyphenylene sulfone, polyphenylene oxide, polyethersulfone, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer,
Polyvinylchlorid, Polyacrylat, Polyester, Polyamid, Polypropylen, Polyethylen, Polyaryletherketon, Polyether, Polyurethan, Polyimid, Polyamidimid, Polyolefin, Polyarylensulfid, insbesondere aus zumindest einem Polyamid und/oder Polypropylen, sowie deren Copolymere und/oder mindestens ein Polymerblend auf der Basis der vorgenannten Polymere und/oder Copolymere. Polyvinyl chloride, polyacrylate, polyester, polyamide, polypropylene, polyethylene, polyaryletherketone, polyether, polyurethane, polyimide, polyamideimide, polyolefin, polyarylene sulfide, in particular of at least one polyamide and / or polypropylene, and copolymers thereof and / or at least one polymer blend based on the abovementioned Polymers and / or copolymers.
6. Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, wobei das zumindest eine Polyamid ausgewählt ist aus Polyamid 6, Polyamid 1 1 , Polyamid 12, Polyamid 46, Polyamid 66, Polyamid 1010, Polyamid 1012, Polyamid 1 1 12, Polyamid 1212, Polyamide PA6T/6I, Poly-m-Xylylenadipamid (PA MXD6), Polyamide 6/6T, Polyamide PA6T/66, PA4T/46 und Platamid M1757, Copolymeren hiervon und/oder wobei das zumindest eine Polypropylen ausgewählt ist aus isotaktischem Polypropylen und/oder dessen Copolymeren mit Polyethylen oder mit Maleinsäureanhydrid. 6. The composition according to claim 5, wherein the at least one polyamide is selected from polyamide 6, polyamide 1 1, polyamide 12, polyamide 46, polyamide 66, polyamide 1010, polyamide 1012, polyamide 1 1 12, polyamide 1212, polyamides PA6T / 6I, Poly-m-xylylene adipamide (PA MXD6), polyamides 6 / 6T, polyamides PA6T / 66, PA4T / 46 and platamid M1757, copolymers thereof and / or wherein the at least one polypropylene is selected from isotactic polypropylene and / or its copolymers with polyethylene or with maleic anhydride.
7. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das7. A composition according to any one of the preceding claims, wherein the
Polymer polymer
zumindest ein teilkristallines Polymer, bevorzugt ein teilkristallines Copolymer und/oder ein teilkristallines Polymerblend, umfasst.  at least one partially crystalline polymer, preferably a partially crystalline copolymer and / or a partially crystalline polymer blend.
8. Zusammensetzung gemäß Anspruch 7, wobei das Polymer und/oder das Copolymer und/oder das Polymerblend einen Schmelztemperatur von mindestens etwa 50 °C, bevorzugt von mindestens etwa 100 °C, aufweist, und/oder wobei das Polymer und/oder das Copolymer und/oder das Polymerblend eine Schmelztemperatur von höchstens etwa 400 °C, bevorzugt von höchstens etwa 350 °C, aufweist. 8. The composition according to claim 7, wherein the polymer and / or the copolymer and / or the polymer blend has a melting temperature of at least about 50 ° C, preferably of at least about 100 ° C, and / or wherein the polymer and / or the copolymer and / or the polymer blend has a melting temperature of at most about 400 ° C, preferably of at most about 350 ° C, having.
9. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das9. The composition according to any one of claims 5 to 8, wherein the
Polyaryletherketon ausgewählt ist aus der Gruppe von Polyetherketonketon (PEKK) und/oder aus der Gruppe von Polyetheretherketon-Polyetherdiphenyletherketon (PEEK-PEDEK). Polyaryletherketone is selected from the group of polyether ketone ketone (PEKK) and / or from the group of polyetheretherketone-polyetherdiphenyletherketone (PEEK-PEDEK).
10. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das Polyetherketonketon folgende Wiederholungseinheiten 10. The composition according to any one of claims 5 to 9, wherein the polyether ketone ketone following repeating units
Wiederholungseinheit A:  Repeat unit A:
n2 aufweist, wobei das Verhältnis der Wiederholungseinheit A zu Wiederholungseinheit n2, wherein the ratio of the repeat unit A to repeat unit
B bevorzugt bei etwa 60 zu etwa 40 liegt. B is preferably about 60 to about 40.
1 1. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei das Polyaryletherketon eine Schmelztemperatur von bis zu 330 °C, vorzugsweise von bis zu 320 °C, insbesondere von bis zu 310 °C, und/oder wobei das Polyaryletherketon eine Glasübergangstemperatur von mindestens 120 °C, vorzugsweise von mindestens 140 °C, insbesondere von mindestens 160 °C, aufweist. 1 1. A composition according to any one of claims 5 to 10, wherein the polyaryletherketone a melting temperature of up to 330 ° C, preferably up to 320 ° C, in particular up to 310 ° C, and / or wherein the polyaryletherketone a glass transition temperature of at least 120 ° C, preferably of at least 140 ° C, in particular of at least 160 ° C., having.
12. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 1 1 , wobei das Polymerblend ein Polyaryletherketon-Polyetherimid, ein Polyaryletherketon-Polyetherimid-12. The composition according to any one of claims 7 to 1 1, wherein the polymer blend is a polyaryletherketone polyetherimide, a polyaryletherketone polyetherimide
Polycarbonat, ein Polyphenylensulfid-Polyetherimid und/oder ein Polyetherimid- Polycarbonat umfasst. Polycarbonate, a polyphenylene sulfide polyetherimide and / or a polyetherimide polycarbonate.
13. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung ferner einen Hilfsstoff umfasst. A composition according to any one of the preceding claims, wherein the composition further comprises an adjuvant.
14. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung zumindest ein Antiagglomerationsmittel aufweist, 14. A composition according to any one of the preceding claims, wherein the composition comprises at least one anti-agglomeration agent,
wobei der Anteil des zumindest einen Antiagglomerationsmittels an der Zusammensetzung bei mindestens 0,01 Gew.-%, bevorzugt bei mindestens 0,02 Gew.-%,  wherein the proportion of the at least one antiagglomerating agent in the composition is at least 0.01% by weight, preferably at least 0.02% by weight,
und/oder  and or
wobei der Anteil des zumindest einen Antiagglomerationsmittels an der Zusammensetzung bei höchstens 1 Gew.-%, bevorzugt bei höchstens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt bei höchstens 0,2 Gew.-%, insbesondere bei höchstens 0,1 Gew.-%, liegt.  wherein the proportion of the at least one anti-agglomeration agent in the composition at not more than 1 wt .-%, preferably at most 0.5 wt .-%, more preferably at most 0.2 wt .-%, in particular at most 0.1 wt. %, lies.
15. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung eine Schüttdichte von mindestens etwa 350 kg/m3 und/oder von höchstens etwa 650 kg/m3 aufweist. A composition according to any one of the preceding claims, wherein the composition has a bulk density of at least about 350 kg / m 3 and / or at most about 650 kg / m 3 .
16. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: 16. A process for preparing a composition, the process comprising the steps of:
(i) Bereitstellen zumindest eines Polymers, wobei das Polymer ausgewählt ist aus zumindest einem thermoplastischen Polymer,  (i) providing at least one polymer, wherein the polymer is selected from at least one thermoplastic polymer,
(ii) Mischen, vorzugsweise Dispergieren, des Polymers mit einem Additiv,  (ii) mixing, preferably dispersing, the polymer with an additive,
(iii) Entfernen des Additivs zum Erhalt einer Zusammensetzung,  (iii) removing the additive to obtain a composition,
wobei die Zusammensetzung einen Gehalt des zumindest einen Additivs von mindestens 0,005 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 0,05 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,075 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von mindestens 0,1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 0,2 Gew.-%, an der Zusammensetzung aufweist,  wherein the composition has a content of the at least one additive of at least 0.005 wt .-%, preferably of at least 0.01 wt .-%, particularly preferably of at least 0.05 wt .-%, in particular of at least 0.075 wt .-%, in particular preferably of at least 0.1% by weight, most preferably of at least 0.2% by weight, of the composition,
und/oder  and or
wobei das Additiv einen Anteil von höchstens 2 Gew.-%, bevorzugt von höchstens 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, insbesondere von höchstens 0,7 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-%. wherein the additive has a content of at most 2 wt .-%, preferably of at most 1, 5 wt .-%, particularly preferably of at most 1 wt .-%, in particular of at most 0.7 wt .-%, particularly preferably of at most 0 , 5 wt .-%.
17. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines dreidimensionalen17. A method for producing a component, in particular a three-dimensional
Objekts, umfassend die Schritte: Object comprising the steps:
(i) Aufbringen einer Schicht einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 und/oder einer Zusammensetzung hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 16, vorzugsweise eines Pulvers, auf ein Baufeld,  (i) applying a layer of a composition according to one of claims 1 to 15 and / or a composition prepared by a process according to claim 16, preferably a powder, to a construction field,
(ii) selektives Verfestigen der aufgebrachten Schicht der Zusammensetzung an Stellen, die einem Querschnitt des herzustellenden Objekts entsprechen, bevorzugt mittels einer Bestrahlungseinheit, und  (ii) selectively solidifying the coated layer of the composition at locations corresponding to a cross-section of the object to be produced, preferably by means of an irradiation unit, and
(iii) Absenken des Trägers und Wiederholen der Schritte des Aufbringens und des Verfestigens, bis das Bauteil, insbesondere das dreidimensionale Objekt, fertiggestellt ist.  (Iii) lowering the carrier and repeating the steps of applying and solidifying until the component, in particular the three-dimensional object, is completed.
18. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Zusammensetzung bevorzugt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 17 erhältlich ist. 18. A composition according to any one of claims 1 to 15, wherein the composition is preferably obtainable by a method according to claim 17.
19. Bauteil, insbesondere dreidimensionales Objekt, umfassend eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Bauteil bevorzugt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 17 erhältlich ist. 19. A component, in particular a three-dimensional object, comprising a composition according to one of claims 1 to 15, wherein the component is preferably obtainable by a method according to claim 17.
20. Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, die insbesondere nach einem Verfahren gemäß Anspruch 16 hergestellt wurde, für additive Fertigungsprozesse, bevorzugt aus der Gruppe von pulverbett-basierten Verfahren umfassend Laser-Sintern, Highspeed-Sintern, Binder Jetting, selektives20. Use of a composition according to one of claims 1 to 15, which has been produced in particular by a process according to claim 16, for additive manufacturing processes, preferably from the group of powder bed-based processes comprising laser sintering, high-speed sintering, binder jetting, selective
Maskensintern, selektives Laserschmelzen, insbesondere zur Verwendung für Laser- Sintern. Mask sintering, selective laser melting, especially for use in laser sintering.
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