[發明專利]用于通過彈道生成方法生產彈性體模制部件的高粘性硅酮組合物

有效

• 申請號: 201680056082.9
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN108025494B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 弗蘭克·阿亨巴赫;恩斯特·塞爾貝廷格;沃爾夫岡·齊凱
• 申請（專利權）人: 瓦克化學股份公司
• 主分類號: B29C64/135
• 分類號: B29C64/135;B33Y70/00;C08K3/36;C08L83/04;C08L83/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 沈敬亭;徐麗華

本發明涉及高粘性可交聯硅酮橡膠組合物，其中本發明的其性質允許通過彈道生成方法(3D壓力)生產彈性體模制體。

本發明涉及高粘度可交聯硅酮橡膠組合物，本發明的其性質能夠通過彈道增材方法(沖擊增材方法，ballistic additive method)(三維印刷(三維打印，3D printing))生產彈性體成形體。

許多方法可用于從可交聯硅酮橡膠組合物出發生產彈性體模制品。根據硅酮橡膠組合物的交聯的一致性和機理，可以例如通過注射成型、通過壓縮成型、通過擠壓方法、通過壓延、澆鑄等來生產模制品。這些常規方法的共同之處是基本上通過可交聯硅酮橡膠組合物的物理組成來固定所形成的模制品的性質(硬度、抗撕裂性、延展性、顏色等)，這意味著這些方法通常提供在它們的機械、光學和電學性質方面的基本上各向同性的硅酮模制品。以這種方式形成的硅酮部件的形狀或者通過使用在其中實現交聯的特定模具(注塑模具、壓模模具、鑄模)或者通過擠出模具、壓延輥等來固定。

然而，當需要更復雜幾何形狀、不同材料組成和/或可變性質分布的硅酮模制品時，常規加工方法愈加地達到其極限。日常用品的個性化和個體化調整的總體趨勢另外需要較少數量的項目(例如，原型、個體適應性假體等)，快速可用性的必要性以及向新產品系列的簡單轉換，這意味著常規方法不再有效。

對于模制品的生產來說變得日益重要的方法是增材制造方法(三維印刷方法)，其包括具有模制品的自動增材層累積的共同因素的許多不同的技術(A.Gebhardt,Generative Fertigungsverfahren[增材制造方法(Additive Manufacturing Methods)],Carl Hanser Verlag,Munich 2013)。增材制造方法不僅可以避免常規加工方法的上述缺點，而且還能實現模制品的根本上新的設計。

可以通過例如借助于激光以位置選擇性方式交聯可交聯材料的涂覆層來實現模制品的增材逐層累積。位置選擇性交聯意指僅在形成后面的模制品的層中的那種材料被交聯；未交聯的材料最終被除去，并可任選地被重新使用。然而，還可通過以位置選擇性方式(例如，通過離散液滴形式的印刷頭)，即，僅在將會是待形成的成形體的一部分的那些位置，涂覆可交聯材料來實現模制品的增材逐層累積。以這種方式涂覆的層通常不是連續的，但將直接反映期望的成形體的橫截面。隨后交聯以位置選擇性方式涂覆的材料(例如通過全區域照射)，并且以位置選擇性方式等涂覆下一層。如果因待印刷部件的形狀而被需要(例如，在懸臂結構、空腔等的情況下)，除了可交聯硅酮材料之外，可以涂覆合適的支撐材料，其在印刷操作結束后可再次被除去。可交聯材料的位置選擇性涂覆可以例如通過液滴的不連續(離散)噴射(為所謂的彈道法)或通過連續分配稀流股來實現。原則上，與分配相比，噴射能夠印刷更精細的結構細節和更復雜的結構。分配的優點在于可以每單位時間涂覆更多量的材料。此外，分配還能夠涂覆較高粘度的材料，使得在三維印刷機中通過除了一個或多個噴射噴嘴之外還安裝一個或者在適當情況下多于一個的分配噴嘴來組合兩種技術可以是有利的。以這種方式，例如可以通過噴射噴嘴形成了成形體的花絲部分(filigreepart)并且通過分配來印刷成形體的較大體積部分。關于噴射和分配對待印刷材料的流變要求，發現噴射要求顯著更高。

WO2015/107333 A1描述了一種用于通過從混合噴嘴(連續)擠出可交聯硅酮橡膠組合物而從硅酮彈性體生產假體的三維印刷方法。三維印刷任選地由用于擠出熱塑性材料的第二混合噴嘴輔助，所述熱塑性材料充當待印刷的硅酮橡膠組合物的支撐材料。硅酮橡膠組合物的交聯通過在室溫下的鉑催化加成反應(氫化硅烷化)來實現。該方法的缺點是用于印刷精致細節的超少量硅酮橡膠組合物的不可實現的空間精確定位。此外，在混合兩種橡膠組分之后，不再可能影響交聯的結合點，其中一個缺點是在印刷操作過程中，具有非常不同交聯度的硅酮橡膠組合物的區域接觸(當橡膠組合物的加工時間短于印刷時間時)，或者印刷的結構不是自支撐的(加工時間長于印刷時間)。