一種高粘度的3d打印聚酯粉末及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可用于3D打印的高粘度聚酯粉末材料及其制備方法。所述聚酯如通式(I)所示的芳香族聚酯，所述聚酯的特性粘數(shù)為5.50dL/g以上。本發(fā)明所得高粘度聚酯具有機械強度好、熔體強度大、熱變形溫度高等特點；生產(chǎn)過程簡單、易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種高粘度的3D打印聚酯粉末及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種3D打印材料及其制備方法，具體涉及一種高粘度聚酯粉末材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]3D打印技術又稱為增材制造技術，它不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具及多道加工工序，利用三維設計數(shù)據(jù)在一臺設備上由程序控制自動、快速和精確地制造出任意復雜形狀的零件，從而實現(xiàn)設計和制造數(shù)字化“自由制造”。該技術可以實現(xiàn)許多過去難以制造的復雜結構零件的成形，并大大減少了加工工序，縮短了加工周期，被視為“一項將要改變世界的技術”而引起全球關注。目前，3D打印技術已逐漸應用于醫(yī)學、生物工程、服裝、建筑、航天航空等領域。
[0003]高分子材料與金屬、陶瓷材料相比，具有成形溫度低、加工功率小、成形精度高等優(yōu)點，已經(jīng)成為一類重要的3D打印材料。3D打印用高分子材料的種類主要包括聚苯乙烯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和聚乳酸。然而，相對于已市場化的高分子種類而言，可用于3D打印的高分子材料種類偏少，導致目前3D打印制品的應用范圍受限。這是由于常規(guī)的高分子材料或多或少存在著機械強度低、熔體強度低、熱變形溫度低、不可降解等問題。因此開發(fā)新型、具有較好性能的高分子材料對3D打印技術的意義重大。
[0004]芳香族飽和聚酯，如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)和聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)等，具有較好的機械性能、熱性能等，廣泛應用于包裝、服裝、汽車等行業(yè)。但目前通用的熔融縮聚方法所得聚酯的特性粘數(shù)(1.V.) 一般不超過1.20dL/g，導致其熔體強度和熱變形溫度低。這在一定程度上制約了芳香族聚酯在3D打印材料上的應用。
[0005]固相增粘是提高聚酯粘度最常用的方法之一。固相增粘是將聚酯切片置于熱氮氣或真空加入條件下，進行進一步的固相縮聚反應，提高聚合物分子量。然而，聚酯固相增粘所得到的產(chǎn)品的特性粘數(shù)一般不超過1.5dL/g ;而且產(chǎn)品為圓柱狀切片，顆粒較大，難以粉碎。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種通式(I)所示的芳香族聚酯:
[0007]
【權利要求】
1.通式(I)所示的芳香族聚酯:
2.權利要求1所述的芳香族聚酯，其中所述通式(I)中的η為820至15000;或者所述聚酯的數(shù)均分子量為IxlO5至8χ106，例如2χ105至5χ106，或3χ105至4χ106，或4χ105至2xl06g/molο
3.權利要求1或2所述的芳香族聚酯，其中所述聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸丙二酯和/或聚間苯二甲酸丁二酯。
4.權利要求1-3任一項所述的芳香族聚酯，其中所述聚酯為經(jīng)過粉末固相增粘的聚酯粉末。
5.權利要求1-4任一項所述的芳香族聚酯的制備方法，包括粉末固相增粘。
6.權利要求5所述的制備方法，其中所述粉末固相增粘可以通過多階段加熱進行，例如包括下列步驟: 1)將芳香族聚酯粉末加熱至120~145°C，保持例如I至8h; 2)將步驟I)所得的物料升高溫度至150~185°C，保持例如2~24h; 3)將步驟2)所得的物料升高溫度至190~220°C，保持例如2~24h，以制備聚酯。
7.權利要求6所述的制備方法，其中: 步驟I)中，所述芳香族聚酯粉末的粒徑可以為100-500目，例如100-450目、100-300目、100-200目或150目； 步驟2)所得物料的特性粘數(shù)在0.45dL/g以上，例如為0.45~0.65dL/g ;和/或步驟3)所得聚酯的特性粘數(shù)在5.50dL/g以上，例如為5.50至20.0dL/g或10.0至20.0dL/gο
8.權利要求5-7任一項所述的制備方法，還包括在粉末固相增粘之前進行熔融縮聚、粉碎和篩分。
9.包含權利要求1-4任一項所述的芳香族聚酯的打印材料，特別是3D打印材料。
10.權利要求1-4任一項所述的芳香族聚酯用于制備打印材料，特別是3D打印材料的用途。
【文檔編號】C08G63/181GK103980467SQ201410181735
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權日:2014年4月30日
【發(fā)明者】朱文祥, 李春成, 管國虎, 肖耀南, 鄭柳春, 符文鑫, 林學春, 馬永梅, 孫文華, 徐堅, 董金勇 申請人:中國科學院化學研究所