用于三维打印机的聚合物组合物制造技术

提供一种用于三维打印机的聚合物组合物。所述聚合物组合物包括包含烯烃嵌段共聚物的聚合物基质。所述烯烃嵌段共聚物的通过差示扫描量热法(DSC)测量的峰值熔点为100℃-150℃，肖氏A硬度不高于95。所述聚合物基质具有1g/10min-30g/10min的熔融指数(190℃，2.16kg)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于三维打印机的聚合物组合物，更具体而言，涉及一种在通过三维打印制造固体物品的过程中快速固化并且具有优异的滑移性的用于三维打印机的组合物。
技术介绍
三维(3D)打印机是通过对堆叠薄层依次喷射特殊材料的墨而制造三维成型体的机器。3D打印的应用延伸到各个领域。许多公司使用3D打印来制造各种模型，包括医学人体模型和如牙刷和剃须刀等家用物品，和汽车的各种材料和零件。光聚合物是3D打印中最广泛使用的材料。光聚合物是当暴露于光时硬化的光固化性聚合性材料。光聚合物占据整个3D打印材料市场的56％。第二流行的3D打印材料是固体形式的热塑性塑料，其自由熔融和硬化。这样的热塑性塑料占据目前3D打印材料市场的40％。还预期在接下来几年对于金属粉末的需要逐渐上升。热塑性材料可以采用长丝、颗粒或粉末的形式。长丝型3D材料在生产率方面是有利的，这是因为由于其打印速度比任何其他类型的材料高。这就解释了长丝型3D材料的广泛应用。聚乳酸(Polylacticacid，PLA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(acrylonitrilebutadienestyrene，ABS)、高密度聚乙烯(highdensitypolyethylene，HDPE)和聚碳酸酯(polycarbonate，PC)因为下列原因目前用作长丝材料。第一，所述长丝材料因其合适的高熔点而在打印后快速固化。结果，即使在高打印速度时所述长丝材料也不可能变形并保持其良好的维度和形状稳定性。第二，所述长丝材料因其合适的低熔点而在长丝生产中容易挤出并且用于高效地生产长丝。如果长丝材料的熔点过高，需要高功耗来熔融长丝，且打印机的内部零件应该由能够承受热的材料制造，造成成本不必要的增加。满足上述要求的所有四种类型的长丝材料具有50以上的高肖氏D硬度值。这些材料不能满足需要低硬度和软触感的3D打印材料的要求。例如，用于婴儿的模型、用于学校教育的工艺模型、鞋子和用于玩具的模型，可以使用具有低硬度的软材料通过3D打印更逼真的制造。因此需要开发用于3D打印的新材料。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种用于三维打印机的聚合物组合物，其包含含有烯烃嵌段共聚物的聚合物基质，所述烯烃嵌段共聚物的通过差示扫描量热法(DSC)测量的峰值熔点为100℃-150℃，肖氏A硬度不高于95，其中所述聚合物基质具有1g/10min-30g/10min的熔融指数(190℃，2.16kg)。根据本专利技术的另一方面，提供用于三维打印机的长丝，所述长丝通过挤出组合物而产生，所述组合物包含含有烯烃嵌段共聚物的聚合物基质，其中所述聚合物基质的肖氏A硬度不高于90，熔融指数(190℃，2.16kg)为1g/10min-30g/10min，并且熔融指数(120℃，10kg)不高于3.0g/10min。根据本专利技术的另一方面，提供用于三维打印机的粒料，所述粒料通过挤出组合物而产生，所述组合物包含含有烯烃嵌段共聚物的聚合物基质，其中所述聚合物基质的肖氏A硬度不高于90，熔融指数(190℃，2.16kg)为1g/10min-30g/10min，并且熔融指数(120℃，10kg)不高于3.0g/10min。根据本专利技术的另一方面，提供一种通过三维打印制造固体物品的方法，其包括对打印头供给用于三维打印机的长丝，从打印头喷出所述长丝的热熔体，使所述熔体固化以形成打印层，并重复上述步骤以堆叠所述打印层。而根据本专利技术的另一方面，提供一种通过三维打印制造固体物品的方法，其包括给打印头供给用于三维打印机的粒料，从打印头喷出所述粒料的热熔体，使所述熔体固化以形成打印层，并重复上述步骤以堆叠所述打印层。附图说明图1显示典型的长丝型三维打印系统。具体实施方式现在将参考附图对本专利技术进行更加详细的描述。图1显示典型的长丝型三维打印系统。图1的三维打印系统是通过购自AlephObjects的LulzBotTAZ示例的。参考图1，三维打印是以这样的方式进行的：当底板110沿着Y轴移动，且打印头120沿着X-和Z-轴移动时，长丝130从打印头120喷出以形成堆叠的层直至获得需要的形状。所述长丝130从右卷轴140展开，并且通过导引管150供给至打印头120。长丝130的供给量通过打印头120中设置的牵引机的力和速度控制。如热熔胶枪(hotmeltadhesivegun)一样，所述打印头熔融并挤出长丝以在底板110上形成打印层。通过重复所述步骤，打印层堆叠从而制造所需的物品160。原则上，导引管150充当通道，长丝130通过其上下、左右移动快速而供给至打印头120。没有导引管150的话，长丝130在其中部弯曲，因此它们不能以与打印头120(总是相同的方向)垂直的方向供给，使得难于以恒定速率供给恒定量的长丝。为了使具有约1.75mm直径的长丝130不徘徊在导引管150而到达打印头120，导引管150的内径优选地调整至约2.0mm以下，从而使得在长丝130和导引管150之间的间隙尽可能小。一般来说，还会期望长丝130穿过由具有高硬度的软材料制成的导引管150。如在
技术介绍
中已经描述，当高硬度聚合物用作3D打印材料会出现问题。作为可能的问题的解决方案，考虑使用低硬度聚合物。然而，大部分低硬度聚合物具有低熔点，且具有所需熔点的聚合物具有高硬度，其与本专利技术的意图相悖。鉴于此情况，本专利技术的专利技术人提出一种包含烯烃嵌段共聚物(OBC)作为基本材料的组合物。本专利技术的一个方面提供一种用于三维打印机的聚合物组合物，其包含含有烯烃嵌段共聚物的聚合物基质，所述烯烃嵌段共聚物的通过差示扫描量热法(DSC)测量的峰值熔点为100-150℃，并且肖氏A硬度不高于95。可选的是，所述组合物可进一步包括一种或多种添加剂。在这种情况下，所述组合物的MI(190℃，2.16kg)为1-30g/10min，并且肖氏A硬度不高于90。本文使用的术语“烯烃嵌段共聚物”通常指包括乙烯或丙烯及具有两个以上碳原子的α-烯烃聚合物的嵌段共聚物。α-烯烃是由至少两个碳原子和具有末端碳-碳双键的烯烃。优选地，乙烯或丙烯占据所述聚合物的最大的摩尔分数。具体地，乙烯或丙烯占所述聚合物的约50摩尔％。更优选地，乙烯或丙烯占所述聚合物的约60摩尔％以上、约70摩尔％以上、或约80摩尔％以上。所述聚合物的大部分剩余部分包括一种或更多其他共聚单体。优选地，所述共聚单体为具有三个以上碳原子的α-烯烃。所述烯烃嵌段共聚物可以是乙烯/辛烯共聚物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三维打印机的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含含有烯烃嵌段共聚物的聚合物基质，所述烯烃嵌段共聚物的通过差示扫描量热法(DSC)测量的峰值熔点为100℃～150℃，肖氏A硬度不高于95，其中所述聚合物基质具有1g/10min～30g/10min的熔融指数(190℃，2.16kg)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.04 KR 10-2013-01331861.一种用于三维打印机的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含含有烯烃嵌段
共聚物的聚合物基质，所述烯烃嵌段共聚物的通过差示扫描量热法(DSC)测量的峰值
熔点为100℃～150℃，肖氏A硬度不高于95，其中所述聚合物基质具有1g/10min～
30g/10min的熔融指数(190℃，2.16kg)。
2.如权利要求1所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物进一步包含选自由下
述组成的组中的一种或多种另外的成分：加工油、蜡、热塑性弹性体(TPE)、乙烯共
聚物和烯烃无规共聚物(ORC)。
3.如权利要求2所述的聚合物组合物，其中基于100重量份的所述烯烃嵌段共
聚物，所述另外的成分的存在总量为1重量份～25重量份。
4.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述烯烃嵌段共聚物是多嵌段共聚
物，所述多嵌段共聚物包含乙烯和聚合形式的一种或多种能够共聚的α-烯烃共聚单
体，并且具有化学或物理性质不同的两种以上聚合单体单元的多个嵌段或链段。
5.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述烯烃嵌段共聚物由下式表示：
(AB)n
其中n为至少1，A表示硬嵌段，B表示软嵌段，A和B以线性构造连接。
6.一种用于三维打印机的长丝，所述长丝通过挤出组合物而产生，所述组合物
包含含有烯烃嵌段共聚物的聚合物基质...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成栗，
申请(专利权)人：和仁化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR