[发明专利]有机硅组合物和用于增材制造有机硅弹性体制品的方法

说明书

本发明涉及一种有机硅组合物和用于增材制造有机硅弹性体制品的方法。该有机硅组合物通过加成反应可交联并且包含：(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连接至硅原子的C₂‑C₆的烯基，(B)至少一种有机含氢聚硅氧烷化合物B，其每分子包含至少两个连接至相同或不同硅原子的氢原子，(C)至少一种由选自铂族的至少一种金属或化合物组成的催化剂C，(D)至少一种至少部分表面处理的增强二氧化硅填料D，(E)至少一种具有芳基基团的有机聚硅氧烷E和(F)任选地至少一种交联抑制剂F。

技术领域

本发明涉及一种有机硅组合物和用于增材制造三维弹性体有机硅制品的方法。该弹性体有机硅制品通过使用3D打印机打印可通过加成反应交联的有机硅组合物逐层构建。

发明背景

增材制造技术涵盖了不同的技术，这些技术的共同特征是成型部件层的自动增材堆积。在增材制造方法中已经使用加成交联的有机硅组合物来生产三维弹性体有机硅制品或部件。这样的有机硅组合物公开在例如CN104559196B、CN105238064A、CN105637035A和CN107141426A中。

WO2015/107333公开了一种3D打印机，该3D打印机包含x-y-z门架机器人，该x-y-z门架机器人包括具有混合室的材料输送系统，该混合室还包含混合器主体、混合器喷嘴和混合桨。材料输送系统还包含可连接到混合室的多个注射泵，以将打印材料的成分流输送到混合室。混合桨穿过端口块进入混合室，并通过电机旋转以混合打印材料，然后再将其从混合机喷嘴中挤出。加成交联有机硅组合物包含聚二甲基硅氧烷链、填料、催化剂和交联剂。通过改变这些组分的量，可以调节弹性体的机械性能，但是所需的性能还取决于有机硅组合物的凝固时间和粘度以及材料打印的速度。

需要提供一种增材制造方法，以有效地制备高质量的成型有机硅部件。与增材制造技术有关的主要问题之一是，在逐层制造期间，每一层都必须保持其形状。随着产品高度的增加，下层将无法保持其形状并流动，并且结构可能会变形或塌陷。结果，获得了形状不正确的有机硅部件。

已经提出了不同的解决方案。WO2016071241公开了使用具有在25℃和0.5s^-1的剪切速率下测量的至少10Pa.s的粘度的有机硅组合物，以及在施加有机硅组合物之后使用具有独立地空间可控制的电磁能的辐射来交联或初始交联有机硅组合物以防止流动。

WO2016188930公开了一种方法，其中在沉积每一层之后，将所形成的预结构在烤箱上固化。

WO2017040874公开了一种方法，其中在打印之后，在沉积随后的层之前，通过加热至少部分地固化每个层。

所有这些上述解决方案都需要同时或在打印层的步骤之间实施加热或电磁辐射。3D打印机被复杂化，并且影响打印速度。

此外，来自Wacker的WO2017081028A1和WO2017121733A1教导了，与待打印材料的特定流变性质相容的打印头技术参数可以获得令人满意的打印结果。并且两者都使用选自环氧基官能化合物、(聚)醚基官能化合物和(聚)酯基官能化合物的一种或多种化合物作为流变剂来调节和改善触变性。

US5036131公开了具有改进的韧性和触变性的有机硅分散体，其在暴露于空气时固化成弹性体。这里所用的有机硅分散体基于羟基封端的聚二有机硅氧烷、三水合铝和水分活化的固化体系。为了获得涂层的触变性，需要在有机硅分散体中包括具有羟基封端和苯基或3,3,3-三氟丙基的硅氧烷(2)，以及未处理的气相二氧化硅。

发明概述

本发明的目的是提供一种方法，该方法允许时间有效地生产三维有机硅弹性体部件。

本发明的另一个目的是获得具有优异的制造精度的3D弹性体部件。