[發明專利]用于增材制造的氯乙烯聚合物和組合物

在審

• 申請號: 201680066711.6
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN108350116A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: G·哈里森;D·普蘭納;J·D·克拉曼;H·丹尼斯;S·丹尼斯
• 申請（專利權）人: 開米森聚合物與助劑股份公司
• 主分類號: C08F14/06
• 分類號: C08F14/06;C08K5/00;B33Y80/00;B33Y70/00;B33Y10/00;C08L27/06;C08L27/24
• 代理公司: 北京市君合律師事務所 11517
• 代理人: 王昭林;魏宇明

本發明涉及用于增材制造技術的熱塑性聚合物，其中熱塑性聚合物衍生自一種氯化單體單元，其中熱塑性聚合物有適合于增材制造技術的熔體流動速率(MFR)。本發明還涉及由增材制造技術形成的3D產品的制造方法，其中3D產品包含一種衍生自一種氯化單體單元的熱塑性聚合物，或一種熱塑性組成物，其包含至少一種衍生自氯化單體單元的熱塑性聚合物；和至少一種穩定劑，其中熱塑性聚合物或組成物有適合用于增材制造技術的MFR。

技術領域

本發明涉及用于增材制造(Additive Manufacturing)(3D打印)的氯化熱塑性聚合物。特別是，本發明涉及氯化熱塑性聚合物及包含至少一種衍生自氯化單體單元的熱塑性聚合物的熱塑性組成物；及使用這種熱塑性塑料3D打印以形成3D產品的方法。

背景技術

3D打印是一項廣泛被使用并在發展中的加工技術。“3D打印”一語總結種類繁多的不斷在發展中的技術，涵蓋例如，金屬-激光燒結、塑料粉末燒結、紫外線固化及熔化層沉積技術。網絡檢索是提供應用于這個迅速發展的應用領域的技術概況的最好方式，因為印刷媒體難于跟上迅速發展的腳步。

3D打印的核心，一般而言是由離散粒子(例如塑料及金屬)一層一層累積熔合而形成三維結構的加工方法。

將熔融塑料層疊累加而形成3D產品的常見技術實例是熔融沉積建模(FDM)，也稱為熔絲制造法(FFF)。該技術可將一種或更多的塑料材料加熱而沉積并冷卻而形成3D產品。由于FDM技術的特殊要求，用于打印材料的優選聚合物是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)及聚乳酸(PLA)。其他可用的材料例如聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)及聚苯乙烯(PS)，而最近則有聚醚醚酮(PEEK)。

常用的ABS及PLA材料有一些功能缺陷。例如，ABS在冷卻中會收縮，因而可能容易“彎曲”(bowing)及/或“翹曲”(warping)，而可能導致不良形狀，以及沒有熱床則很難使用。ABS溶解于丙酮，ABS以及PLA二者都由空氣吸收水分，所以在使用或儲藏于特制容器之前需要烤干以避免吸收水分。PLA具有低緩慢的冷卻速率因而在使用時須要使用冷風扇。它也會在約50℃下翹曲。由于PLA是由有機材料制造，例如玉米，它是可生物分解的且沒有ABS堅固。因此，如上述特性以及戶外風化性能、機械強度及阻燃性正是新的3D打印材料所需要改進的一些性質。

為了發現表現更好的可3D打印的材料而進行研究。過去的許多嘗試是專注于使用不同等級的工程塑料，它們已經被使用，例如，在注塑(injection moulding)中。最近的結果是已引入這種塑料的3D打印-專用聚合物修飾物(例如Ultem級，制)。

WO2010108076描述了一種改進撞擊強度的新穎生物聚合物，其基于生物可分解鏈的交聯作用。

US7365129描述了一種由粉末做3D打印的新方法。在該美國專利中公開的熱塑性聚合物包括PVC作為其可用的粉末原料之一。但是，該粉末熔融技術比不上熔融沉積建模(FDM)3D打印。在該美國專利中沒有提供該PVC粉末的更多細節。

WO 9826013描述了用于墨水噴射打印的墨水。該墨水是由酯酰胺樹脂、“增黏樹脂(tackifying resin)”、及著色劑組成。該酯酰胺樹脂是由與長鏈一元醇及二胺結合的聚脂肪酸組成。PVC是作為“增黏樹脂”的樹脂成分而被提到。

如前所討論，雖然氯化熱塑性塑料，例如PVC，與3D打印關聯而被公開，但該氯化熱塑性塑料還沒有被作為通常的塑料原料而用于通常的3D打印應用中。

有鑒于3D打印的成長，例如熔融沉積建模(FDM)技術，在私人家庭3D打印，以及工業上應用(例如，Arburg Freeformer及大面積增材制造(Big Area AdditiveManufacturing Technology，BAAM)及在選擇合適替代聚合物的限制，本發明者開始要制得在成本上可競爭而適合于在工業上以及家庭中使用，且具有優異性質的聚合物。