可固化有机硅组合物制造技术

本发明专利技术的领域是可固化有机硅组合物的领域。更具体地说，本发明专利技术涉及一种利用涉及与环氧有关的光固化以及氢化硅烷化固化的可固化有机硅组合物来生产三维(3D)打印制品的方法，如此形成的三维(3D)打印制品以及该可固化有机硅组合物或三维(3D)打印制品在电子应用或在3D打印中的用途。在3D打印中的用途。在3D打印中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可固化有机硅组合物


[0001]本专利技术的领域是可固化有机硅组合物的领域。更具体地说，本专利技术涉及一种利用涉及与环氧有关的光固化以及氢化硅烷化固化的可固化有机硅组合物来生产三维(3D)打印制品的方法，如此形成的三维(3D)打印制品以及该可固化有机硅组合物或三维(3D)打印制品在电子应用或在3D打印中的用途。

技术介绍

[0002]可固化有机硅组合物可经由各种反应(例如氢化硅烷化、缩聚和开环聚合)进行固化。该可固化有机硅组合物的交联可通过一种或多种机理来引发。在这些机理当中，热固化机理、湿固化机理和光固化机理是通常用于引发反应性有机硅交联的三种主要引发机理。基于不同的固化或交联机理，能够获得各种各样的有机硅材料，并且可将其应用于诸如电子、航空航天、高速火车、汽车、建筑等的不同领域中。
[0003]但在实际应用当中，对有机硅材料和固化工艺的要求非常复杂，有时仅涉及一种固化模式无法获得所需的性能。因而，双固化有机硅组合物是提供全面解决方案的一种选项。
[0004]US7105584和US6451870中公开的双固化有机硅组合物结合了UV引发的交联机理和湿气引发的交联机理。但是，这些双固化有机硅组合物具有一些缺点。首先，当固化层相当厚时，难以实现深度固化。其次，由湿气引发的固化所导致的挥发性小分子由于它们的气味、腐蚀性、毒性或不稳定性而是不利的。
[0005]这些问题在3D打印的领域中尤为突出。
[0006]3D打印或增材制造(AM)涵盖了各种不同的技术，其可用于生成几乎任何形状或几何结构的三维物体，尤其适合于获得具有非常复杂的几何形状和/或结构的物体。主要的3D打印技术例如有挤出式3D打印、UV-立体平板印刷(SLA)、UV-数字光处理(DLP)、连续液体界面生产技术(CLIP)、喷墨沉积等。
[0007]例如在WO2015107333、WO2016109819和WO2016134972中公开了挤出式3D打印过程。例如，在此过程中，材料通过喷嘴挤出以打印物体的一个横截面，这可针对每个层进行重复。可将能量源直接附接到喷嘴上以便在挤出之后立即固化，或者可将能量源与喷嘴分开以进行延迟固化。喷嘴或构建平台通常在X-Y(水平)平面中移动,然后一旦每个层完成则在Z轴(垂直)平面中移动。UV固化可在沉积后立即进行，或者将板在UV光下移动以在沉积和UV固化之间产生延迟。可以使用支撑材料以避免在空气中挤出长丝状材料。可使用一些后加工处理来改善打印表面的质量。
[0008]UV-立体平板印刷(SLA)例如被公开于WO2015197495中。例如，UV-立体平板印刷(SLA)使用的激光束通常通过扫描仪体系在X-Y(水平)平面内移动。由来自生成的数据源的信息所引导的电机驱动在表面之上发送激光束的镜子。
[0009]UV-数字光处理(DLP)例如被公开于WO2016181149和US20140131908中。例如，UV-数字光处理(DLP)将3D模型发送到打印机，然后在安全灯条件下将液态聚合物的槽暴露于
来自DLP投影仪的光下。DLP投影仪将3D模型的图像显示在该液体聚合物上。DLP投影仪可通过由透明有机硅膜制成的窗在UV光照射下安装。
[0010]连续液体界面生产技术(CLIP，最初是连续液体界面打印)例如被公开于WO2014126837和WO2016140891中，其例如使用光聚合来构建具有各种形状的光滑面的实心物体。
[0011]喷墨沉积例如被公开于WO201740874、WO2016071241、WO2016134972、WO2016188930、WO2016044547和WO2014108364中，其例如使用具有打印头的材料喷射打印机，该打印头在打印区域周围移动，喷射例如通过UV聚合可固化的特定的液体可固化组合物。喷嘴形成液滴的能力以及液滴的体积和速度受材料表面张力的影响。
[0012]因此，在3D打印的领域中，对原料(例如可固化有机硅组合物)提出了更高的要求。
[0013]例如，在3D打印应用中，需要快速固化或至少快速定形(shape figuration)，同时还需要各种有利的性能如机械性能。但是，通过氢化硅烷化或缩聚反应的固化速度通常相对较慢。尽管UV固化体系可提供相对快速的定形，但由于其原料的局限性，仅使用这种体系通常无法获得全面的机械性能。例如，目前市场上可获得的UV可固化的环氧官能有机硅材料通常会导致脆性且硬的产品并且还相对较贵。
[0014]Momentive Performance Mat公司的WO 2015006531 A1公开了一种双模式固化有机硅组合物，该组合物包含至少一种氢化物官能的有机硅、至少一种不饱和官能的有机硅和至少一种环氧或氧杂环丁烷官能的有机硅的反应产物，并且可任选地包含催化剂、光引发剂、填料、光敏剂、稳定剂、抑制剂和增粘剂。所述双模式固化有机硅组合物能够通过两种不同的固化模式进行固化或者能够利用这些不同的固化模式同时固化。该有机硅组合物具有增强的亲水性、物理性质和光学性质，可在一些应用中使用，例如用于保健和药物应用的皮肤贴，药品输送装置，涂料，化妆品结构材料，密封材料，农业喷雾剂，家庭护理产品，橡胶，和其他要求亲水性的应用。但是，看起来这种组合物难以实现快速的初始固化和后续的进一步固化，因此不适合于诸如某些3D打印等的一些应用。

技术实现思路

[0015]本专利技术提供一种通过使用可固化有机硅组合物来生产三维(3D)打印制品的方法，其不仅允许快速的初始固化，而且还可以根据需要来定制，并且因此可用在众多应用中，所述应用例如是3D打印、电子、航空航天、高速火车、汽车、建筑等。
[0016]因此，本专利技术的目的在于提出一种生产三维(3D)打印制品的方法，该方法使用涉及与环氧有关的光固化以及氢化硅烷化固化的可固化有机硅组合物，其允许快速的初始固化，并且具有高度的灵活性来调节有机硅材料的性能以满足各种需求。
[0017]本专利技术的另一个目的在于提供根据本专利技术方法形成的三维(3D)打印制品。
[0018]本专利技术的另一个目的涉及所述三维(3D)打印制品或所述可固化有机硅组合物在电子应用或在3D打印中的用途。
[0019]根据本专利技术的可固化有机硅组合物特别适用于3D打印，因为它提供了一种优异的途径来通过与环氧有关的光固化实现快速的初始固化以获得快速的定形，并且还通过氢化硅烷化反应提供全面的性能，包括期望的机械性能如拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度。
[0020]本专利技术的可固化有机硅组合物可被用在各种3D打印技术中，例如挤出式3D打印、
UV-立体平板印刷(SLA)、UV-数字光处理(DLP)、连续液体界面生产技术(CLIP)和喷墨沉积。这些技术和相关的3D打印设备在现有技术中是众所周知的。本领域技术人员充分知晓如何选择和使用合适的3D打印技术和相关的3D打印设备并且然后通过使用相关的3D打印设备在3D打印技术中应用本专利技术的可固化有机硅组合物。
[0021]这些目的以及其他目的通过本专利技术得以实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.生产三维(3D)打印制品的方法，该方法包括以下步骤：(i)提供一种可固化有机硅组合物，该可固化有机硅组合物包含：A、至少一种有机聚硅氧烷，其每分子包含至少两个与硅原子键合的烯基或炔基基团；B、至少一种有机氢基聚硅氧烷，其每分子包含至少两个与硅原子键合的氢原子，优选至少三个与硅原子键合的氢原子；C、至少一种氢化硅烷化催化剂，优选选自属于铂系金属的金属如铂和铑的化合物，更优选选自铂化合物如氯铂酸，或者铂络合物如铂/乙烯基硅氧烷络合物或者Karstedt催化剂，其由以二乙烯基四甲基二硅氧烷作为配体的铂络合物构成，或者其混合物；D、至少一种环氧官能的有机含硅化合物；E、至少一种阳离子光引发剂；F、任选地，至少一种填料和/或至少一种有机硅树脂；G、任选地，至少一种氢化硅烷化抑制剂；以及H、任选地，至少一种光敏剂，(ii)用3D打印机打印所述可固化有机硅组合物，以形成打印的组合物，(iii)在打印的同时使该打印的组合物中的环氧基团总数的至少一部分光聚合，以提供至少部分凝固的层，(iv)任选地，在先前获得的所述至少部分凝固的层上重复步骤(ii)和(iii)一次或多次，直到获得所需的形状，并且(iv)对于一个或多个所述至少部分凝固的层，使氢化硅烷化固化完成，以获得一个或多个凝固的层，优选通过在40℃-190℃的温度下加热来进行，并且因此获得所述3D打印制品。2.根据权利要求1所述的方法，其中该可固化有机硅组合物包含：(a)除了组分A和B之外还包含至少一种有机含硅化合物或者替代组分A和B包含至少一种有机含硅化合物，该有机含硅化合物每分子包含至少两个与硅原子键合的烯基或炔基基团以及至少两个与硅原子键合的氢原子；(b)除了组分A和D之外还包含至少一种有机含硅化合物或者替代组分A和D包含至少一种有机含硅化合物，该有机含硅化合物每分子包含至少两个与硅原子键合的烯基或炔基基团以及至少一个环氧官能团；(c)除了组分B和D之外还包含至少一种有机含硅化合物或者替代组分B和D包含至少一种有机含硅化合物，该有机含硅化合物每分...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾丽亚，岳远志，王冬生，JM，
申请(专利权)人：埃肯有机硅法国简易股份公司，
类型：发明
国别省市：