用于增材制造硅酮弹性体制品的方法技术

本发明专利技术涉及使用3D打印机增材制造硅酮弹性体制品的方法。本发明专利技术还涉及用于增材制造硅酮弹性体制品的可交联硅酮组合物。酮弹性体制品的可交联硅酮组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增材制造硅酮弹性体制品的方法


[0001]本专利技术涉及使用3D打印机增材制造硅酮弹性体制品的方法。本专利技术还涉及用于增材制造硅酮弹性体制品的可交联硅酮组合物。
[0002]专利技术背景
[0003]增材制造技术涵盖不同的技术，其共同特征是成型件的层的自动增材构建。交联硅酮组合物已经用于增材制造方法中以生产三维弹性体有机硅制品或部件。
[0004]然而，打印具有复杂形状，如至少5cm高度、突出结构或腔体的硅酮弹性体制品有时是复杂的。已经使用不同的方法来打印这些类型的制品。文献US2015/0028523公开了一种使用包括聚乙醇酸聚合物的支撑材料利用增材制造系统打印3D部件的方法。然而，必须在非常高的温度(高于150℃)下加热载体材料以将其打印。
[0005]文献WO2018/206689公开了一种包含触变剂的硅酮组合物，其可以用于3D打印。然而，触变剂的使用有时会导致反应性的损失，因为它会与催化剂相互作用。因此，交联速率可能减慢。
[0006]由于这些技术仍然具有一些缺点，因此需要提供一种改进的方法来3D打印硅酮弹性体制品。
[0007]因此，本专利技术的基本目的是提供一种用于硅酮弹性体制品的增材制造的方法。
[0008]本专利技术的另一个基本目的是提供一种用于增材制造硅酮弹性体制品的方法，并且该方法易于实施。
[0009]本专利技术的另一基本目的是提供一种可用于增材制造硅酮弹性体制品的方法中的硅酮组合物。
[0010]本专利技术的另一基本目的是提供具有良好反应性的硅酮组合物。
[0011]专利技术概述
[0012]这些目的尤其通过本专利技术实现，本专利技术首先涉及使用选自挤出3D打印机和3D喷射打印机的3D打印机增材制造硅酮弹性体制品的方法，所述方法包括以下步骤：
[0013]1)将可交联硅酮组合物X打印在基材上，以形成第一层；
[0014]2)将可交联硅酮组合物X打印在第一层或前一层上，以形成后续层；
[0015]3)任选地重复步骤2)；以及
[0016]4)使第一层和随后的层交联，任选地通过加热交联，以获得硅酮弹性体制品；
[0017]特征在于所述可交联硅酮组合物X包含：
[0018]‑
(A)至少一种有机聚硅氧烷化合物A，其每分子包含至少两个与硅原子键合的C2
‑
C6烯基；
[0019]‑
(B)至少一种有机氢聚硅氧烷化合物B，其每分子包含至少两个与相同或不同的硅原子键合的氢原子；
[0020]‑
(C)至少一种催化剂C，其包含至少一种选自铂族的金属或化合物；
[0021]‑
(D)至少一种触变剂D，其选自每分子含有至少一个环胺官能团的有机硅化合物；
[0022]‑
(E)至少一种填料E；以及
[0023]‑
(F)任选的至少一种交联抑制剂F；
[0024]所述可交联硅酮组合物X具有0.003
‑
0.02wt.％、优选0.004
‑
0.017wt.％且更优选0.0045
‑
0.016wt.％的氮含量。
[0025]本专利技术还涉及通过本文所述的方法获得的硅酮弹性体制品。
[0026]本专利技术还涉及可交联的硅酮组合物X，其包含：
[0027]‑
(A)至少一种有机聚硅氧烷化合物A，其每分子包含至少两个与硅原子键合的C2
‑
C6烯基；
[0028]‑
(B)至少一种有机氢聚硅氧烷化合物B，其每分子包含至少两个与相同或不同的硅原子键合的氢原子；
[0029]‑
(C)至少一种催化剂C，其包含至少一种选自铂族的金属或化合物；
[0030]‑
(D)至少一种触变剂D，其选自每分子含有至少一个环胺官能团的有机硅化合物；
[0031]‑
(E)至少一种填料E；以及
[0032]‑
(F)任选的至少一种交联抑制剂F；
[0033]所述可交联硅酮组合物X具有0.003
‑
0.02wt.％、优选0.004
‑
0.017wt.％且更优选0.0045
‑
0.016wt.％的氮含量。
[0034]本专利技术还涉及通过交联可交联的硅酮组合物X获得的硅酮弹性体制品。
[0035]本专利技术还涉及可交联硅酮组合物X用于使用选自挤出3D打印机和3D喷射打印机的3D打印机增材制造硅酮弹性体制品的用途。
[0036]本专利技术还涉及式(D7)的有机聚硅氧烷：
[0037][0038]其中：
[0039]‑
符号R相同或不同地代表一价烃基，其选自具有1
‑
6个碳原子的直链或支链烷基、苯基和3,3,3
‑
三氟丙基；
[0040]‑
符号X1相同或不同地表示具有2
‑
6个碳原子的烯基；
[0041]‑
Z表示具有式(I)的空间位阻哌啶基的基团：
[0042][0043]其中：
[0044]‑
R1是具有2
‑
18个碳原子的直链或支链亚烷基；亚烷基羰基，其直链或支链亚烷基部分具有2至20个碳原子；亚烷基亚环己基，其直链或支链亚烷基部分具有2
‑
12个碳原子，并且亚环己基部分具有
‑
OH基团，和任选地，1或2个具有1
‑
4个碳原子的烷基；式
‑
R4‑
O
‑
R5‑
的基团，其中R4和R5基团相同或不同，代表具有1
‑
12个碳原子的亚烷基；式
‑
R4‑
O
‑
R5‑
的基团，其中R4和R5基团具有上述含义，并且它们中的一个或两个被一个或两个OH基团取代；式
‑
R4‑
COO
‑
R5‑
和
‑
R4‑
OCO
‑
R5‑
的基团，其中R4和R5具有上述含义；或式
‑
R6‑
O
‑
R7‑
O
‑
CO
‑
R8‑
的基团，其中R6、R7和R8相同或不同地代表具有2
‑
12个碳原子的亚烷基并且R7基团任选被羟基取代；
[0045]‑
U可以存在或不存在，并且如果存在，U表示
‑
O
‑
或
‑
NR9‑
，R9是氢原子；具有1至6个碳原子的直链或支链烷基；具有上述含义的二价基团
‑
R1‑
，其的价键之一与
‑
NR9‑
的氮原子连接，另一个与硅原子连接；或下式的二价基团：
[0046][004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】1.一种使用选自挤出3D打印机和3D喷射打印机的3D打印机来增材制造硅酮弹性体制品的方法，所述方法包括以下步骤：1)将可交联硅酮组合物X打印在基材上，以形成第一层；2)将可交联硅酮组合物X打印在第一层或前一层上，以形成后续层；3)任选地重复步骤2)；以及4)使第一层和随后的层交联，任选地通过加热交联，以获得硅酮弹性体制品；特征在于所述可交联硅酮组合物X包含：
‑
(A)至少一种有机聚硅氧烷化合物A，其每分子包含至少两个与硅原子键合的C2
‑
C6烯基；
‑
(B)至少一种有机氢聚硅氧烷化合物B，其每分子包含至少两个与相同或不同硅原子键合的氢原子；
‑
(C)至少一种催化剂C，其包含至少一种选自铂族的金属或化合物；
‑
(D)至少一种触变剂D，其选自每分子含有至少一个环胺官能团的有机硅化合物；
‑
(E)至少一种填料E；以及
‑
(F)任选的至少一种交联抑制剂F；所述可交联硅酮组合物X具有0.003
‑
0.02wt.％，优选0.004
‑
0.017wt.％且更优选0.0045
‑
0.016wt.％的氮含量。2.权利要求1的方法，特征在于所述触变剂D的环胺官能团是哌啶基官能团。3.根据前述权利要求中任一项的方法，特征在于所述触变剂D是每摩尔具有至少一个通式(D1)单元的有机聚硅氧烷：(R)
a
(X)
b
ZSiO
(3
‑
(a+b))/2
ꢀꢀꢀꢀ
(D1)其中：
‑
符号R相同或不同地代表一价烃基，其选自具有1
‑
6个碳原子的直链或支链烷基、苯基和3,3,3
‑
三氟丙基；
‑
符号X相同或不同地表示选自羟基、具有2
‑
6个碳原子的烯基和具有1
‑
6个碳原子的烷氧基的一价基团；
‑
Z表示具有式(I)的空间位阻哌啶基的基团：其中：
‑
R1是具有2
‑
18个碳原子的直链或支链亚烷基；亚烷基羰基，其直链或支链亚烷基部分具有2至20个碳原子；亚烷基亚环己基，其直链或支链亚烷基部分具有2
‑
12个碳原子，并且亚环己基部分具有
‑
OH基团，和任选地，1或2个具有1
‑
4个碳原子的烷基；式
‑
R4‑
O
‑
R5‑
的基团，其中R4和R5基团相同或不同地代表具有1
‑
12个碳原子的亚烷基；式
‑
R4‑
O
‑
R5‑
的基团，其中R4和R5基团具有上述含义，并且它们中的一个或两个被一个或两个OH基团取代；式
‑
R4‑
COO
‑
R5‑
和
‑
R4‑
OCO
‑
R5‑
的基团，其中R4和R5具有上述含义；或式
‑
R6‑
O
‑
R7‑
O
‑
CO
‑
R8‑
的基团，其
中R6、R7和R8相同或不同地代表具有2
‑
12个碳原子的亚烷基，R7基团任选被羟基取代；
‑
U可以存在或不存在，并且如果存在，U表示
‑
O
‑
或
‑
NR9‑
，R9是氢原子；具有1至6个碳原子的直链或支链烷基；二价基团
‑
R1‑
，其具有上述含义，其价键之一与
‑
NR9‑
的氮原子连接，另一个与硅原子连接；或式(II)的二价基团：其中R1具有上述含义，R2和R3具有下述含义，R
10
表示具有1
‑
12个碳原子的直链或支链亚烷基，价键之一(R
10
的价键)与
‑
NR9‑
的氮原子相连，另一个(R1的价键)与硅原子相连；R2相同或不同地选自具有1
‑
3个碳原子的直链或支链烷基或苯基；R3代表氢原子或R2基团；
‑
a是选自0、1和2的数字；
‑
b是选自0、1和2的数字；以及
‑
a+b至多等于2。4.根据权利要求3的方法，特征在于所述触变剂D进一步包含式(D3)的其它甲硅烷氧基单元：(R)
e
(X)
f
SiO
(4
‑
(e+f))/2
ꢀꢀꢀ
(D3)其中：
‑
R和X具有与式(D1)给出的那些相同的含义；
‑
e是选自0、1、2和3的数字；
‑
f是选自0、1、2和3的数字；以及
‑
e+f至多等于3。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于所述可交联硅酮组合物X具有400
‑
3000Pa、优选450
‑
2500Pa并且更优选500
‑
2250Pa的屈服应力。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述3D打印机是挤出打印机。7.通过根据前述权利要求中任一项所述的方法获得的硅酮弹性体制品。8.一种可交联硅酮组合物X，特征在于其包含：
‑
(A)至少一种有机聚硅氧烷化合物A，其每分子包含至少两个与硅原子键合的C2
‑
C6烯基；
‑
(B)至少一种有机氢聚硅氧烷化合物B，其每分子包含至少两个与相同或不同硅原子键合的氢原子；
‑
(C)至少一种催化剂C，其包含至少一种选自铂族的金属或化合物；
‑
(D)至少一种触变剂D，其选自每分子含有至少一个环胺官能团的有机硅化合物；
‑
(E)至少一种填料E；以及
‑
(F)任选的至少一种交联抑制剂F；所述可交联硅酮组合物X具有0.003
‑
0.02wt.％，优选0.004
‑
0.017wt.％且更优选0.0045
‑
0.016wt.％的氮含量。
9.根据权利要求8的组合物，特征在于所述触变剂D的环胺官能团是哌啶基官能团。10.根据权利要求8或9的组合物，特征在于所述触变剂D是每摩尔具有至少一个通式(D1)的单元的有机聚硅氧烷：(R)
a
(X)
b
ZSiO
(3
‑
(a+b))/2
ꢀꢀꢀ
(D1)其中：
‑
符号R相同或不同地代表一价烃基，其选自具有1
‑
6个碳原子的直链或支链烷基、苯基和3,3,3
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM，
申请(专利权)人：埃肯有机硅美国公司埃肯有机硅意大利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：