[发明专利]在三维打印中具有改善的尺寸稳定性的聚烯烃、由其形成的制品及其方法

说明书

本申请公开了一种适用于制造各向同性三维打印制品的聚合物组合物，所述组合物包含：包括丙烯系聚合物或共聚物的基体相；和在基体相中的分散相，所述分散相包含具有C3‑C12共聚单体的乙烯系共聚物，其中分散相具有与基体相不同的组成，其中基体相的半结晶时间少于60分钟。

背景技术

快速原型法或快速制造过程是目标为尽可能在没有手动干预或不使用模具的情况下将可用的三维CAD数据直接且快速地转化为工件的制造过程。在快速原型法中，零件或组件的制造通常以增材的、逐层的形式完成。涉及以增材或逐层的形式制造零件或组件的那些技术被称为“增材制造”(AM)，其与本质上主要是减少(reductive)的常规制造方法相反。增材制造通常被公众称为“3D打印”。

目前存在多种基础AM技术：材料挤出、材料喷射、粘结剂喷射、材料喷射、桶式光聚合(vat photopolymerization)、片层压、粉末床熔融和定向能量沉积。这些AM技术中最广泛使用的基于材料挤出。尽管存在一些改变，但是该技术通常涉及将连续长丝形式的热塑性聚合物进料到经加热的喷嘴中，在那里热塑性长丝变成粘性熔体并且因此可以被挤出。通过步进电机和计算机辅助制造(CAM)软件精确控制喷嘴或挤出机组件的3维移动。将物体的第一层沉积在建造基底上，而将另外的层通过温度下降所造成的凝固依次沉积和熔合(或部分熔合)至先前的层。继续该过程，直到完全制造出3维零件。该过程还可以涉及临时支撑材料，其为正在建造的零件提供支撑并且随后通过机械手段或溶解于合适的液体介质而从最终零件移除。该过程通常称为熔融沉积成型(FDM)或熔丝制造(FFF)。存在多种目前用于材料挤出类AM过程比如FDM或FFF的热塑性聚合物。那些材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、聚己内酯(PCL)和聚酰胺以及一些其他聚合物材料。然而，最常用的材料是ABS和PLA。

概述

提供此概述以介绍以下在详述中进一步描述的构思的选择。该概述不打算确定所要求保护的主题的关键或必要特征，也不打算用作帮助限制所要求保护的主题的范围。

在一个方面，本公开的实施方案涉及适用于制造各向同性三维打印制品的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：包括丙烯系聚合物或共聚物的基体相；和在基体相中的分散相，所述分散相包括具有C3-C12共聚单体的乙烯系共聚物，其中分散相具有与基体相不同的组成，其中基体相的半结晶时间少于60分钟。

在另一个方面，本公开的实施方案涉及一种一维收缩率小于1.8％的三维打印制品，其中所述制品包含：包括丙烯系聚合物或共聚物的基体相；和在基体相中的分散相，所述分散相包括具有C3-C12共聚单体的乙烯系共聚物，其中分散相具有与基体相不同的组成。

在又一个方面，本公开的实施方案涉及一种长丝或一种挤出粒料，其包含：包括丙烯系聚合物或共聚物的基体相；和在基体相中的分散相，所述分散相包括具有C3-C12共聚单体的乙烯系共聚物，其中分散相具有与基体相不同的组成。

在又一个方面，本公开的实施方案涉及一种用于通过三维打印制造各向同性制品的方法，其中所述方法包括：(1)将长丝或挤出粒料供应至打印头，(2)从打印头喷射长丝或粒料的热熔体，(3)使熔体凝固以形成打印层，和重复(1)-(3)以形成打印层的堆叠体。长丝或粒料可以包含：包括丙烯系聚合物或共聚物的基体相；和在基体相中的分散相，所述分散相包括具有C3-C12共聚单体的乙烯系共聚物，其中分散相具有与基体相不同的组成。

在又一个方面，本公开的实施方案涉及用于通过三维打印制造固体制品的方法，所述方法包括：(1)将粒料供应至打印头，(2)从打印头喷射粒料的热熔体，(3)使熔体凝固以形成打印层，和(4)重复(1)至(3)以堆叠打印层，其中粒料包含多相共聚合物组合物，所述多相共聚合物组合物包含：基体相，所述基体相是丙烯系聚合物或共聚物；和在基体相中的分散相，所述分散相包括具有C3-C12共聚单体的乙烯系共聚物，其中分散相具有与基体相不同的组成。