聚合物产品的增材制造方法技术

本公开涉及聚合物产品的增材制造方法以及轮胎。所述聚合物产品的增材制造方法是用于制造轮胎部件的方法，所述轮胎部件选自胎面、胎圈、胎侧、气密层和胎基，所述方法包括：提供增材制造设备，所述增材制造设备包括光化辐射源和能够容纳液体混合物的内部罐；向所述内部罐提供包含光化辐射可固化聚合物混合物的液体混合物，所述光化辐射可固化聚合物混合物；在支撑结构上反复形成所述液体混合物的层；以及使用光化辐射固化每个层，从而产生由固化的聚合物产品组成的轮胎部件。

【技术实现步骤摘要】
聚合物产品的增材制造方法本申请是申请日为2015年12月17日，申请号为201580069610.X，专利技术名称为《光化辐射可固化聚合物混合物、固化的聚合物混合物及相关方法》的中国专利申请的分案申请。
本申请涉及光化辐射可固化聚合物混合物、固化的聚合物混合物、由上述混合物制成的轮胎和轮胎部件，以及相关方法。
技术介绍
增材制造(其包括诸如“3D打印”的方法)是这样的方法：由原料逐层(诸如通过打印)制造三维制品。其他所谓的减材制造方法要求将制成品的某些部分去除以产生呈其最终形状或形式的制品，与之相比，某些增材制造方法则是通过积累制品的各个横截面层来制造制品。自20世纪80年代以来存在各种增材制造法，而其中一些一直专注于使用各种塑料聚合物，诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、高密度聚乙烯(HDPE)和高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。另一类型的增材制造方法是卷对卷(roll-to-roll)UV-NIL(UV辅助纳米压印光刻)，其已用于制造各种设备，包括电池隔膜和有机电子器件。
技术实现思路
本公开涉及光化辐射可固化聚合物混合物、固化的聚合物混合物、由上述混合物制成的轮胎和轮胎部件，以及相关方法。在第一实施例中，公开了一种光化辐射可固化聚合物混合物。该混合物包含：(a)具有下式的多官能化的含二烯单体的聚合物：[P][F]n，其中P表示二烯聚合物链，F表示官能团，n为2至约15，并且每个F可相同或不同；(b)任选地，基于F或与F反应的扩链剂；(c)至少一种光化辐射敏感的光引发剂；(d)任选地，光敏剂；以及(e)与F反应的多官能交联剂。在第二实施例中，公开了一种固化的聚合物混合物。固化的聚合物混合物包含交联的多官能化二烯聚合物(其包含二烯聚合物链主链P)、多个官能团F(其中每个F是相同的或不同的)以及官能团对之间的交联键。在第三实施例中，公开了生产固化的聚合物产品的方法。该方法包括提供增材制造设备(其包括光化辐射源)、外部支撑结构、能够容纳液体混合物的内部罐和内部支撑结构；向内部罐提供包含第一实施例的光化辐射可固化聚合物混合物的液体混合物；在支撑结构上反复形成一层液体混合物；使用光化辐射固化每个层；从而产生固化的聚合物产品。在第四实施例中，公开了一种用于通过增材打印生产弹性固化产品的套件。该套件包括至少两个盒，其中至少一个盒包括具有式[P][F]n的多官能化的含二烯单体的聚合物，其中P表示二烯聚合物链，F表示官能团，n为2至约15，并且每个F可相同或不同；以及基于F或与F反应的扩链剂；并且，至少第二盒包括基于F或与F反应的扩链剂；光化辐射敏感的光引发剂和光敏剂中的至少一者；以及任选地与F反应的交联剂。在第五实施例中，公开了一种包括至少一个部件的轮胎，所述部件由根据第二实施例的固化的聚合物混合物组成，或者由已经固化的第一实施例的光化辐射可固化聚合物混合物组成。在第六实施例中，公开了一种橡胶制品，该橡胶制品包含根据第二实施例的固化的聚合物混合物或者已经固化的第一实施例的光化辐射可固化聚合物混合物。附图说明图1以剖面轮廓示出了示例性胎面中封闭的中空沟槽，顶部是与道路接触的表面。图2以剖面轮廓示出了示例性胎面中的悬垂沟槽，顶部是与道路接触的表面。图3以剖面轮廓示出了示例性胎面中的底切沟槽，顶部是与道路接触的表面。具体实施方式本公开涉及光化辐射可固化聚合物混合物、固化的聚合物混合物、由上述混合物制成的轮胎和轮胎部件，以及相关方法。在第一实施例中，公开了一种光化辐射可固化聚合物混合物。该混合物包含：(a)具有下式的多官能化的含二烯单体的聚合物：[P][F]n，其中P表示二烯聚合物链，F表示官能团，n为2至约15，并且每个F可相同或不同；(b)任选地，基于F或与F反应的扩链剂；(c)至少一种光化辐射敏感的光引发剂；(d)任选地，光敏剂；以及(e)与F反应的多官能交联剂。在第二实施例中，公开了一种固化的聚合物混合物。固化的聚合物混合物包含交联的多官能化二烯聚合物(其包含二烯聚合物链主链P)、多个官能团F(其中每个F是相同的或不同的)以及官能团对之间的交联键。在第三实施例中，公开了生产固化的聚合物产品的方法。该方法包括提供增材制造设备(其包括光化辐射源)、外部支撑结构、能够容纳液体混合物的内部罐和内部支撑结构；向内部罐提供包含第一实施例的光化辐射可固化聚合物混合物的液体混合物；在支撑结构上反复形成一层液体混合物；使用光化辐射固化每个层；从而产生固化的聚合物产品。在第四实施例中，公开了一种用于通过增材打印生产弹性固化产品的套件。该套件包括至少两个盒，其中至少一个盒包括具有式[P][F]n的多官能化的含二烯单体的聚合物，其中P表示二烯聚合物链，F表示官能团，n为2至约15，并且每个F可相同或不同；以及基于F或与F反应的扩链剂；并且，至少第二盒包括基于F或与F反应的扩链剂；光化辐射敏感的光引发剂和光敏剂中的至少一者；以及任选地与F反应的交联剂。在第五实施例中，公开了一种包括至少一个部件的轮胎，所述部件由根据第二实施例的固化的聚合物混合物组成，或者由已经固化的第一实施例的光化辐射可固化聚合物混合物组成。在第六实施例中，公开了一种橡胶制品，该橡胶制品包含根据第二实施例的固化的聚合物混合物或者已经固化的第一实施例的光化辐射可固化聚合物混合物。定义本文所述的术语仅用于描述实施例，并且不应被解释成作为整体限制本专利技术。如本文所用，短语“光化辐射”是指能够产生光化学反应的电磁辐射。如本文所用，短语“增材制造”是指(通常是一层一层地)加入材料以根据三维模型数据制作物体的方法，其与减材制造方法相反。如本文所用，术语“盒”是指适于或被构造成用于在增材制造设备中使用的一种容器。如本文所用，短语“扩链剂”是指含有官能团的单官能化烃或烃衍生物，所述官能团与二烯聚合物链的官能端基反应并加成到聚合物链上，从而增加其分子量。如本文所用，短语“多官能交联剂”是指含有两个或更多个官能团的烃或烃衍生物，所述官能团能够经历反应来使两种二烯聚合物链之间或二烯聚合物链内的形成交联。如本文所用，术语“烃”是指完全由碳和氢原子组成的化合物。如本文所用，短语“烃衍生物”是指含有至少一个杂原子(例如N、O、S)的烃。如本文所用，术语“单体单元”(“mer”或“merunit”)意指衍生自单一反应物分子的聚合物中的该部分(例如，乙烯单体单元的通式为—CH2CH2—)；如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者。如本文所用，术语“光引发剂”是指产生自由基的化合物。术语“光引发剂”在本文中可与短语“光化辐射敏感的光引发剂”互换使用。如本文所用，术语“光敏剂”是指用于增强光引发剂反应的光吸收化合物。在光激发下，光敏剂导致能量或电子转移到光引发剂。如本文所用，术语“多官能化”是指不止一处官能化，并且包括已被双官能化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造轮胎部件的方法，所述轮胎部件选自胎面、胎圈、胎侧、气密层和胎基，所述方法包括：/n提供增材制造设备，所述增材制造设备包括光化辐射源和能够容纳液体混合物的内部罐，/n向所述内部罐提供包含光化辐射可固化聚合物混合物的液体混合物，所述光化辐射可固化聚合物混合物包含：/n(a)具有下式的多官能化的含共轭二烯单体的聚合物：/n[P][F]

【技术特征摘要】
20141223 US 62/096,120;20150402 US 62/142,2711.一种用于制造轮胎部件的方法，所述轮胎部件选自胎面、胎圈、胎侧、气密层和胎基，所述方法包括：
提供增材制造设备，所述增材制造设备包括光化辐射源和能够容纳液体混合物的内部罐，
向所述内部罐提供包含光化辐射可固化聚合物混合物的液体混合物，所述光化辐射可固化聚合物混合物包含：
(a)具有下式的多官能化的含共轭二烯单体的聚合物：
[P][F]n，其中P表示二烯聚合物链，F表示丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯官能团，n为2至15，并且每个F能够相同或不同；
(b)任选地，基于F或与F反应的反应物的扩链剂；
(c)至少一种光化辐射敏感的光引发剂，所述光引发剂包含下列物质中的至少一种：二苯甲酮、芳族α-羟基酮、苯甲醇缩酮、芳族α-氨基酮、苯基乙醛酸酯、单酰基膦氧化物、双-酰基膦氧化物和三-酰基膦氧化物；
(d)任选地，光敏剂；以及
(e)与F反应的多官能交联剂，
在支撑结构上反复形成所述液体混合物的层，以及
使用光化辐射固化每个层，从而产生轮胎部件，所述轮胎部件由固化的聚合物产品组成且选自胎面、胎圈、胎侧、气密层和胎基。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述共轭二烯聚合物链包含选自下列物质中的至少一种的单体：1,3-丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、2,4-己二烯、1,3-环戊二烯、1,3-环己二烯、1,3-环庚二烯、1,3-环辛二烯、法呢烯和前述中每一者的取代衍生物。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多官能交联剂(e)选自多元醇(甲基)丙烯酸酯、多烯化合物、多官能胺或它们的组合，所述多元醇(甲基)丙烯酸酯由含有2-100个碳原子的脂族二醇、三醇或四醇制备，所述多烯化合物由含有2-100个碳原子的脂族二醇、三醇或四醇制备。

【专利技术属性】
技术研发人员：约书亚·P·埃布尔，迈克尔·R·比利，道格拉斯·B·科斯特洛，安德鲁·V·海德，
申请(专利权)人：普利司通美国轮胎运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US