[发明专利]熔融分散的组合物

说明书

本发明涉及一种组合物，所述组合物包含至少一种聚合物，其中所述聚合物以聚合物颗粒的形式存在，并且其中所述组合物包含至少一种水溶剂，其中所述水溶剂占所述组合物的份额为至多1重量％。此外，本发明涉及一种用于制造根据本发明的组合物的方法及其应用。

技术领域

本发明涉及一种包含至少一种聚合物的组合物，其中所述聚合物以聚合物颗粒的形式存在，并且其中所述组合物包含至少一种水溶剂，所述水溶剂占所述组合物的份额为至多1重量％。此外，本发明涉及一种用于制备根据本发明的组合物的方法及其应用。

背景技术

提供原型和工业制造构件变得越来越具有重要意义。特别适宜的是增材制造方法，所述增材制造方法基于粉末状材料工作，并且在所述增材制造方法中，通过选择性熔融和固化或者通过施加粘合剂和/或粘胶，分层地制造所期望的结构。

增材制造方法可以实现塑料物体的制造。该工艺也称为“AdditiveManufacturing，增材制造”、“Digital Fabrication，数字制造”或“Dreidimensionaler(3D)-Druck，三维(3D)打印”。数十年来，该方法已经在工业研发工艺中用于制造原型(Rapid Prototyping，快速原型)。然而，在若干年前，通过系统的技术进步也开始制造符合最终产品的质量要求的部件(Rapid Manufacturing，快速制造)。

在实践中，术语“增材制造”通常也由“创成式制造”或“快速技术”代替。使用粉末状材料的增材制造方法例如是烧结、熔融或通过粘合剂的粘合。

通常将聚合物体系、金属体系和陶瓷体系用作为用于制造成形体的粉末状材料。这种体系的工业使用者要求良好的可加工性、高的形状保持性和由此制成的成形体的良好的机械特性。

粉末初始材料的特性根据要制造的成形体的期望的特性选择。在此，粉末材料的相应的颗粒大小或颗粒大小分布、适宜的堆积密度以及充足的滴流流动性是重要的。

术语颗粒大小描述了在总混合物中各个颗粒或粒的大小。在此，粒或颗粒大小分布在此影响松疏物料的材料特性，即粒状的总混合物的材料特性，所述总混合物以可倾倒的形式例如存在于粉末状组合物中。

堆积密度，即没有通过例如夯实或晃动而是通过倾倒压实的粒状固体的密度，在此会受到其颗粒大小或粒径和颗粒特性的影响。

对于上文阐述的增材制造方法，需要具有相对圆形的颗粒形状的粉末。然而，可用的材料的选择受到限制。因此例如不利的是，使用通过研磨获得的材料，因为颗粒的尖锐边缘引起不良的滴流特性。自动化构建工艺变得更加困难，因为在涂覆粉末层时会一再产生沟纹，所述沟纹在最坏情况下会引起构建工艺中止，但是在任何情况下都会使所产生的构件的质量变差，尤其是密度和表面特性。通常也存在下述问题：获得具有圆形颗粒的呈粉末形式的无定形的和/或难以溶解的聚合物或共聚物、(抗冲击)聚合物、聚合物共混物和纤维填充的复合材料。

为了减小所产生的构件的孔隙率，通常所使用的聚合物体系具有小的颗粒大小或粒径。聚合物体系在其制造时也可以被改性，然而这常常会引起，聚合物会聚结。如果将这样的聚合物体系例如倾倒到激光烧结系统的粉末床中，可能会形成团块，即不均匀的颗粒分布，所述团块不被连续熔化进而获得由不均匀的材料构成的成形体，其机械稳定性可能会降低。最终，在倾倒时出现的团块会使滴流流动性变差，进而限制了可计量性。因此，这样的聚合物体系通常掺入抗附聚剂(同义：滴流助剂)，所述抗附聚剂可以堆积到聚合物体系的颗粒上并且抵消团块，所述团块例如在倾倒过程中和/或在涂覆在粉末床中时产生。

因此，在现有技术中的多个聚合物体系中，粉末的引入，尤其是计量和覆层以及其熔化行为不是最佳的。因此，例如在熔化不规则地施加的层时，不能构成均匀的熔融膜。这引起在后续的层中的不规则性，由此损害了在制造成形体时的精度以及其机械特性。

最终，在烧结工艺之后，聚合物体系通常显示出翘曲的趋势，使得在由这种聚合物体系制成的成形体的情况下，通常不能维持期望的尺寸。