[发明专利]含有半结晶对苯二甲酸酯聚酯的烧结粉末(SP)

说明书

本发明涉及一种包含至少一种通过使至少一种芳族二羧酸(a)和至少两种脂族二醇(b1)和(b2)反应而制备的半结晶对苯二甲酸酯聚酯(A)的烧结粉末(SP)，其中脂族二醇(b1)是新戊二醇。此外，本发明涉及一种生产该烧结粉末(SP)的方法和一种通过烧结该烧结粉末(SP)而生产成型体的方法。本发明还涉及可以通过烧结得到的成型体。本发明进一步涉及该烧结粉末(SP)在烧结方法中的用途。

本发明涉及一种包含至少一种通过使至少一种芳族二羧酸(a)和至少两种脂族二醇(b1)和(b2)反应而制备的半结晶对苯二甲酸酯聚酯(A)的烧结粉末(SP)，其中脂族二醇(b1)是新戊二醇。在该至少一种半结晶对苯二甲酸酯聚酯(A)的制备中组分(a)与组分(b1)的摩尔比在1:0.15-1:0.65[mol/mol]范围内。本发明进一步涉及一种生产该烧结粉末(SP)的方法以及一种通过烧结该烧结粉末(SP)而生产成型体的方法。本发明进一步涉及可以通过烧结得到的成型体。本发明还涉及该烧结粉末(SP)在烧结方法中的用途。

原型的快速提供是最近经常要设法解决的问题。特别适合该“快速成型”的一种方法是选择性激光烧结(SLS)。这涉及选择性将腔室中的塑料粉选择性暴露于激光束。粉末熔融；熔融颗粒聚结并再固化。反复施用塑料粉并随后暴露于激光允许三维成型体的模化。

由粉状聚合物生产成型体的选择性激光烧结方法详细描述于专利说明书US 6,136,948和WO 96/06881中。

选择性激光烧结的新方案是高速烧结(HSS)或来自HP的所谓多射流熔融技术(MJF)。在该方法中，通过将红外吸收性油墨喷雾施用于待烧结的组件横截面上，然后用红外光源熔融，与选择性激光烧结相比实现更高加工速度。

在高速烧结或多射流熔融技术中以及还在选择性激光烧结中特别重要的因素是该烧结粉末的烧结窗口。这应尽可能宽，以减少组件在激光烧结操作中的翘曲。由于这一原因，特别是半结晶对苯二甲酸酯聚酯基烧结粉末的加工通常是困难的，因为半结晶对苯二甲酸酯聚酯具有窄烧结窗口并且非常快速结晶，并且因此常常得到具有高翘曲的组件。

在高速烧结或多射流熔融技术中以及还在选择性激光烧结中的另一重点是该烧结粉末的熔融温度水平。这不应大于200℃，以首先使该烧结操作中所要求的能量最小化并且其次确保该烧结粉末在标准激光烧结系统中的可烧结性，这些系统具有大约200℃的最大构造空间温度(build space temperature)。因为纯聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)例如具有约220℃的熔融温度，纯聚对苯二甲酸丁二醇酯粉末在标准激光烧结系统中的加工通常非常困难。这例如同样适用于纯聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)粉末，因为纯聚对苯二甲酸乙二醇酯同样具有大于250℃的高熔融温度。

因此，为了提升烧结窗口和/或降低熔融温度，通常将基于半结晶对苯二甲酸酯聚酯的烧结粉末与其他聚合物粉末，优选无定形聚合物粉末混合，或者使用基于对苯二甲酸酯共聚物的烧结粉末。然而，由这些烧结粉末生产的成型体迄今通常具有不足的机械性能，例如太低的弹性拉伸模量或太低的拉伸强度。

Rob G.Kleijnen，Manfred Schmid和Konrad Wegener的文章“用于激光烧结的球形聚对苯二甲酸丁二醇酯粉末的生产和加工”(Applied Sciences，2019，9，1308)描述了球形PBT粉末的生产及其在选择性激光烧结方法中的用途。由该PBT粉末生产的成型体具有显著的翘曲和不足的机械性能，如低弹性拉伸模量、低断裂伸长率和低拉伸强度。

S.Arai等的文章“由激光烧结和注塑加工的聚对苯二甲酸丁二醇酯的结晶特性和机械性能的对比”(Materials and Design，2017，113，214)描述了由包含10mol％间苯二甲酸的PBT共聚物生产粉末。该粉末具有大约208℃的熔融温度并且可以在190℃的粉末床温度下在选择性烧结方法中烧结而得到成型体。

US 2015/0259530公开了一种用于烧结方法中的包含半结晶PET共聚酯、甘醇改性无定形PET和抗冲改性剂的组合物。