[发明专利]用于3D印刷的建筑材料

说明书

本文描述了可聚合液体，在一些实施方案中，其可以生产具有高分辨率和期望的机械性质的3D印刷制品。在一个方面，可聚合液体包含丙烯酸酯组分、聚合物添加剂和单体固化剂，其中所述丙烯酸酯组分和单体固化剂在暴露于光时是可共聚的。在可共聚的情况下，所述丙烯酸酯组分和单体固化剂可以形成共聚物。如本文进一步描述的，单体固化剂能够使所述共聚物与一种或多种交联物类进一步反应，以使所述共聚物与一种或多种聚合物网络连接。

相关申请数据

本申请根据专利合作条约第8条要求2019年7月12日提交的美国临时专利申请序号62/873,486的优先权，其通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及三维建筑材料，且特别涉及用于三维印刷系统的可聚合液体。

背景技术

3D印刷机采用也称为油墨的建筑材料，以根据计算机生成的文件形成各种3D物品、制品或部件。在一些情况下，建筑材料在环境温度下是固体，并且在升高的喷射温度下转化为液体。在其它情况下，建筑材料在环境温度下是液体。

建筑材料可以包含多种化学物类。可以根据各种考虑来选择要包括在建筑材料中的化学物类的选择，所述考虑包括但不限于印刷制品的期望的化学和/或机械性质以及3D印刷设备的操作参数。例如，可紫外(UV)固化的丙烯酸酯制剂通常可以在DLP系统上以高分辨率印刷部件。然而，在许多情况下，所得部件缺乏期望的机械性质，并且可能易于断裂或其它降解途径。

发明内容

鉴于上述，本文描述了可聚合液体，在一些实施方案中，可以生产高分辨率和期望的机械性质的3D印刷制品。在一个方面，可聚合液体包含丙烯酸酯组分、聚合物添加剂和单体固化剂，其中所述丙烯酸酯组分和单体固化剂在暴露于光时是可共聚的。在可共聚的情况下，所述丙烯酸酯组分和单体固化剂可以形成共聚物。如本文进一步描述的，所述单体固化剂能够使所述共聚物与一种或多种交联物类进一步反应，以使所述共聚物与一种或多种聚合物网络化学连接。在一些实施方案中，所述单体固化剂能够使所述共聚物与所述聚合物添加剂连接。聚合物网络的化学连接能够提供具有增强的机械性质的3D印刷制品。在一些实施方案中，所述聚合物添加剂包含一种或多种热塑性塑料，例如多嵌段共聚物。在一些情况下，所述多嵌段共聚物包含聚氨酯。

在另一方面，本文描述了印刷三维制品的方法。在一些实施方案中，印刷三维制品的方法包括提供包含丙烯酸酯组分、聚合物添加剂和单体固化剂的可聚合液体。用光照射所述可聚合液体以形成所述制品，所述制品包含聚合物复合材料，所述聚合物复合材料包括所述聚合物添加剂和包含所述丙烯酸酯组分和单体固化剂的共聚物。在一些实施方案中，所述制品经由逐层方法形成，其中经由所述可聚合液体的层的沉积和照射执行层形成。

另外，所述可聚合液体可以进一步包含交联组分，其中可操作所述共聚物的所述单体固化剂以引发与所述交联组分的交联反应。在一些实施方案中，所述单体固化剂可以引发交联反应，以使所述共聚物与所述可聚合液体中的一种或多种聚合物物类连接。例如，所述单体固化剂可以引发反应，以使所述共聚物与所述聚合物添加剂交联。在一些实施方案中，在形成所述制品之后引发交联反应。例如，可以加热或照射所述制品，以经由所述单体固化剂引发交联或固化。在一些实施方案中，交联或固化可能诱导所述制品的颜色变化。值得注意的是，这样的颜色变化可以在没有将任何颜料加入到所述可聚合液体中的情况下发生。

在一些实施方案中，所述聚合物添加剂不存在于所述可聚合液体中。在这样的实施方案中，所述可聚合液体包含所述丙烯酸酯组分、单体固化和交联组分。所述聚合物液体的照射可以在所述丙烯酸酯组分和单体固化剂之间形成共聚物。如本文所述，所述共聚物的所述单体固化剂可以随后经由热和/或光刺激引发与所述交联组分的反应。