[发明专利]用于三维打印机的聚合物组合物

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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(acrylonitrilebutadiene styrene，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。

发明内容

根据本发明的一个方面，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)。

根据本发明的另一方面，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。

根据本发明的另一方面，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。

根据本发明的另一方面，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。

而根据本发明的另一方面，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