【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及增材制造有机硅弹性体的领域。具体地，本专利技术涉及增材制造有机硅弹性体的方法和由其获得的有机硅弹性体。本专利技术还涉及用于增材制造这样的有机硅弹性体的双组份有机硅组合物w。
技术介绍
1、近年来，一种新的制造方法，增材制造(am)，也称为3d打印技术正在出现并且已经吸引了工业上的广泛关注。与传统的移除型方法例如模制或机械加工相比，增材制造(am)可通过逐层增材工艺来获得期望的3d物体。这种技术可以获得任何形状的预期制品，尤其是具有更复杂几何形状的那些。此外，低成本和短生产周期以及较少的浪费对于制造商而言也是重要优势。
2、目前，越来越多的聚合物材料已经尝试用于包括fdm、sla、dlp等的3d打印方法。有机硅材料可赋予最终制品有利的性质，例如低弹性模量、高延展性、韧性，以及优异的热和氧化稳定性还有化学惰性。然而，有机硅材料不同于刚性材料。归因于所使用的有机硅材料的性质，使用常规的3d打印技术难以形成一些有机硅弹性体制品。因此，与可用于有机硅材料的技术相比，适用于刚性材料的增材制造技术非常先进。
3、3d打印有机硅材料存在挑战。直写型(direct-ink-writing)工艺已经用于经由挤出技术打印有机硅组合物。即使有机硅组合物可在经由逐层工艺的增材制造期间保持其形状，也难以随着打印层高度的增加而保持其形状。同时，由于重力和喷嘴的移动，在某些打印层中可能发生轻微位移，这将不可避免地导致打印物体变形。而且，当预期物体具有更复杂的结构如中空或悬垂部分时，问题将更加严重。
4、在现有技
5、cn106313505公开了一种双组份有机硅3d打印机及其打印方法。将有机硅材料的两种组份分别装入两个压力料桶中，并在通过打印喷嘴挤出之前混合。然而，该方法利用了传统的打印平台，如果要打印具有悬垂结构的物体，则该打印平台仍然需要支撑材料或结构。
6、cn106433142涉及一种有机硅3d打印机及其打印方法。该有机硅3d打印机包括运动模块、打印模块和软件控制系统。虽然可以省去支撑材料或结构，但该文献没有提及有机硅材料的流变学性质对打印过程和固化过程的影响。
7、us20210363340a1提到一种用于3d打印有机硅材料的作为支撑材料的有机微凝胶体系和使用其的3d打印方法。具体地，该有机微凝胶体系包含通过在有机溶剂中共混二嵌段共聚物和三嵌段共聚物形成的多个微凝胶颗粒。有机微凝胶体系可以允许以高精度3d打印有机硅物体。然而，在该文献中仍然需要支撑材料。
8、如上所示，现有技术都没有注意到有机硅材料在液体浴中的流变学行为对打印过程和固化过程的影响。仍然需要提供适合于增材制造的改进的有机硅材料，其能够在没有支撑材料的情况下随着打印过程的行进实现稳定且完全固化的打印层和因此良好成型的打印物体。此外，仍然需要提供由这种特殊的有机硅材料增材制造有机硅弹性体制品的方法。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是提供由双组份有机硅组合物w增材制造有机硅弹性体制品的方法。
2、本专利技术的另一目的是提供由这样的方法获得的有机硅弹性体制品。
3、本专利技术的另外目的是提供由这样的方法获得的有机硅弹性体制品的用途。
4、本专利技术再另外的目的是提供根据本专利技术的方法中使用的双组份有机硅组合物w。
5、本专利技术还再另外的目的是提供双组份有机硅组合物w用于增材制造有机硅弹性体制品的用途。
6、其中，这些目的通过本专利技术实现。本专利技术首先涉及由双组份有机硅组合物w增材制造有机硅弹性体制品的方法，包括：
7、i)将有机硅组合物w的第一组份装入3d打印机的液体浴中；
8、ii)将有机硅组合物w的第二组份装入3d打印机的分配头中；
9、iii)将有机硅组合物w的第二组份分配至处于液体浴中的有机硅组合物w的第一组份中以形成第一打印层；
10、iv)任选地，对于需要的额外层重复步骤iii)；
11、v)使液体浴中的打印层部分或完全交联，任选地通过加热进行，以获得有机硅弹性体制品；
12、vi)从所述液体浴中移除所得的有机硅弹性体制品，
13、其中所述双组份有机硅组合物w包含：
14、(a)至少一种有机聚硅氧烷；
15、(b)至少一种交联剂；和
16、(c)至少一种催化剂；
17、其中有机硅组合物w的第一组份包含组分(a)和(c)，并且第二组份包含组分(b)，或不然有机硅组合物w的第一组份包含组分(a)和(b)，并且第二组份包含组分(c)，
18、有机硅组合物w的第一组份具有500mpa·s至1,000,000mpa·s，优选5,000mpa·s至500,000mpa·s，更优选10,000mpa·s至300,000mpa·s，和甚至更优选15,000mpa·s至200,000mpa·s的动态粘度，
19、有机硅组合物w的第一组份在2rpm下的动态粘度与在20rpm下的动态粘度之比(粘度-2/粘度-20)为1-6，优选1-5.5，更优选1-4，和甚至更优选1-3。
20、本专利技术还涉及由本专利技术方法获得的有机硅弹性体制品。
21、本专利技术还再涉及如上所示的本专利技术方法中使用的双组份有机硅组合物w。
22、本专利技术还涉及根据本专利技术的双组份有机硅组合物w用于增材制造有机硅弹性体制品的用途。
23、本专利技术人令人惊讶地发现，有机硅组合物w的第一组份在液体浴中的流变学行为在打印层的状态及其固化状态和因此最终打印物体的品质方面发挥非常关键的作用。这样的流变学行为包括通过在2rpm下的动态粘度(粘度-2)来表征的粘度和通过在2rpm下的动态粘度与在20rpm下的动态粘度之比(粘度-2/粘度-20)来表征的触变性。为了在打印工序行进时获得稳定且完全固化的打印层和因此良好成型的打印物体，需要适当选择液体浴中第一组份的粘度(粘度-2)和触变性(粘度-2/粘度-20)。
24、过高的粘度和触变性将导致第一和第二组份在液体浴中相对缓慢的混合，产生内部未固化的打印层。同时，可能难以将打印喷嘴按照预期路径正确移动。另外，过低的粘度和触变性使得第二组份在与第一组份在适当位置反应前快速扩散，这可能引起较宽的打印层和因此打印过程失败。
25、液体浴中第一组份的粘度(粘度-2)和触变性(粘度-2/粘度-20)的适当选择使得能够在没有支撑材料的情况下实现打印层自支撑。
26、如本专利技术中使用的，术语“不稳定的打印层”是指打印层的宽度变化超出可接受的范围。与此相反，术语“稳定的打印层”是指在3d打印过程期间打印层的宽度在可接受的范围内变化。
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【技术保护点】
1.由双组份有机硅组合物W增材制造有机硅弹性体制品的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤vii)：洗涤步骤vi)中获得的有机硅弹性体制品。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中3D打印机是挤出式3D打印机。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤iii)中，将有机硅组合物W的第二组份挤出通过至少一个分配头的至少一个喷嘴，优选以1-100mm/s的速度、更优选以3-50mm/s的速度进行。
5.根据权利要求4所述的方法，其中将有机硅组合物W的第二组份中的每种组分挤出通过同一分配头的喷嘴。
6.根据权利要求4所述的方法，其中将有机硅组合物W的第二组份中的每种组分分别挤出通过不同分配头的一个或多个喷嘴。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中一个或多个分配头的一个或多个喷嘴和液体浴可在步骤iii)之前、期间或之后分别或同时加热。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中当有机硅组合物W的第二组份分配至处于液体浴中的第一组份中时，形成凝胶的时间段低于5min
9.有机硅弹性体制品，其能够通过根据前述权利要求中任一项的方法获得。
10.根据权利要求9所述的有机硅弹性体制品的用途，用于医疗材料例如医疗植入物、机器人的致动器、垫圈、用于汽车/航空航天的机械元件、用于电子设备的元件、用于部件封装的包装、振动隔离器、冲击隔离器或噪声隔离器。
11.用于根据权利要求1-8中任一项的方法中的双组份有机硅组合物W，包含：
12.根据权利要求11所述的双组份有机硅组合物W，其中有机硅组合物W的第一组份或第二组份还包含至少一种非反应性稀释剂。
13.根据前述权利要求中任一项所述的双组份有机硅组合物W，其中有机硅组合物W的第一组份或第二组份还包含至少一种触变剂。
14.根据权利要求13所述的双组份有机硅组合物W，其中所述触变剂以从大于0重量％至10重量％、优选0.2重量％至5重量％、更优选0.5重量％至2重量％的量使用，基于当所述触变剂存在于第一组份中时有机硅组合物W的第一组份的总重量计。
15.根据前述权利要求中任一项所述的双组份有机硅组合物W，其中有机硅组合物W的第一组份或第二组份还包含至少一种填料。
16.根据前述权利要求中任一项所述的双组份有机硅组合物W，其中双组份有机硅组合物W可通过聚加成反应或缩聚反应交联。
17.用于根据权利要求1-8中任一项的方法中的双组份有机硅组合物W，包含：
18.用于根据权利要求1-8中任一项的方法中的双组份有机硅组合物W，包含：
19.根据权利要求17所述的双组份有机硅组合物W，包含：
20.根据权利要求11至19中任一项所述的双组份有机硅组合物W用于增材制造有机硅弹性体制品的用途。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.由双组份有机硅组合物w增材制造有机硅弹性体制品的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤vii)：洗涤步骤vi)中获得的有机硅弹性体制品。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中3d打印机是挤出式3d打印机。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤iii)中，将有机硅组合物w的第二组份挤出通过至少一个分配头的至少一个喷嘴，优选以1-100mm/s的速度、更优选以3-50mm/s的速度进行。
5.根据权利要求4所述的方法，其中将有机硅组合物w的第二组份中的每种组分挤出通过同一分配头的喷嘴。
6.根据权利要求4所述的方法，其中将有机硅组合物w的第二组份中的每种组分分别挤出通过不同分配头的一个或多个喷嘴。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中一个或多个分配头的一个或多个喷嘴和液体浴可在步骤iii)之前、期间或之后分别或同时加热。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中当有机硅组合物w的第二组份分配至处于液体浴中的第一组份中时，形成凝胶的时间段低于5min，优选低于1min，更优选低于15s。
9.有机硅弹性体制品，其能够通过根据前述权利要求中任一项的方法获得。
10.根据权利要求9所述的有机硅弹性体制品的用途，用于医疗材料例如医疗植入物、机器人的致动器、垫圈、用于汽车/航空航天的机械元件、用于电子设备的元...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾丽亚，岳远志，吴根丽，
申请(专利权)人：埃肯有机硅上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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