[发明专利]一种高无机物含量的聚酯粉末及其制备方法

说明书

本发明提供一种含无机物的聚酯复合材料，包含通式(I)所示的聚酯和含量为75重量％以上的无机物：本发明还提供了所述聚酯复合材料的制备方法及其用途。所得的复合材料适合作为3D打印材料，具有重要的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及一种3D打印材料及其制备方法，具体涉及一种高无机物的聚酯粉末材料及其制备方法。

背景技术

3D打印技术又称为增材制造技术，它不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，利用三维设计数据在一台设备上由程序控制自动、快速和精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现设计和制造数字化“自由制造”。该技术可以实现许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期，被视为“一项将要改变世界的技术”而引起全球关注。目前，3D打印技术已逐渐应用于医学、生物工程、服装、建筑、航天航空等领域。

高分子材料与金属、陶瓷材料相比，具有成形温度低、加工功率小、成形精度高等优点，已经成为一类重要的3D打印材料。3D打印用高分子材料的种类主要包括聚苯乙烯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和聚乳酸。然而，相对于已市场化的高分子种类而言，可用于3D打印的高分子材料种类偏少，导致目前3D打印制品的应用范围受限。这是由于常规的高分子材料或多或少存在着机械强度低、熔体强度低、热变形温度低、不可降解等问题。因此开发新型、具有较好性能的高分子材料对3D打印技术的意义重大。

芳香族饱和聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等，具有较好的机械性能、热性能等，广泛应用于包装、服装、汽车等行业。

无机粉体填充聚合物的改性方法不仅可以大幅度降低聚合物材料成本，而且可以显著改善聚合物材料的各种性能，如力学性能、热性能和老化性能等。由于无机物与聚合物的相容性差、聚合物熔体粘度大等问题，高无机物含量(>75重量％)的聚合物复合材料的制备非常困难。对无机粉体表面进行接枝聚合改性是提高无机物含量的最常见方法之一。但该方法过程繁琐，难以大批量工业化生产。

发明内容

本发明提供一种含无机物的聚酯复合材料，包含：

通式(I)所示的聚酯：

其中，Ar为苯基，并且两个羧基在苯基上为对位或间位取代；

m为2至10的整数；和

含量为75重量％以上的无机物。

在一个实施方案中，通式(I)中的n为大于45，优选50至15000。

在一个实施方案中，所述聚酯的数均分子量为例如1x10⁴至8x10⁶，例如2x10⁴至5x10⁶，或4x10⁴至4x10⁶，或5x10⁴至3.5x10⁶、或6x10⁴至3x10⁶g/mol。

在本发明的实施方案中：

m可以为例如2、3、4、5、6、7、8、9或10，优选2、3、4、5或6，更优选2、3或4。

无机物的含量优选75至98重量％，例如75至95重量％。

所述无机物可以为例如选自碳酸钙、蒙脱土、凹凸棒土、高岭土、滑石粉、云母、氮化硼、六方氮化硼、石头粉、三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛、炭黑、石墨烯中的一种或多种。

在一个实施方案中，所述聚酯的特性粘数为0.55dL/g以上，例如0.60至20.0dL/g。