[发明专利]离子型低聚物以及含有其的用于临时性使用的水可裂解的材料的可聚合组合物

说明书

本发明涉及具有至少一个可交联的乙烯不饱和度和至少一个离子键的低聚物，所述低聚在其结构中含有至少一个氨基丙烯酸酯基团和至少一个由至少一种羧酸盐化的叔胺。本发明还涉及制备方法、涉及所述低聚物在反应性稀释剂中的溶液、涉及含有所述低聚物的可交联的组合物、涉及所述低聚物在用于服装中的临时性使用的水可去除的材料的可交联的组合物中作为粘合剂的用途、涉及水凝胶、涉及3D物品打印、以及涉及得自所述低聚物的交联材料。

本发明涉及带有至少一个可交联的烯属不饱和度和至少一个羧酸铵形式的离子键的特定低聚物，所述低聚物在其结构中包含至少一个氨基丙烯酸酯基团和至少一个用至少一种羧酸化合物盐化的羧酸铵盐化形式的包括氨基丙烯酸酯在内的叔胺。更特别地，本发明主题的低聚物得自通过带有所述至少一个氨基丙烯酸酯基团的前体低聚物和所述羧酸化合物之间的羧酸铵离子键合的连接，所述酸化合物可为一元酸或多元酸且特别是为二元酸的多元酸，所述酸化合物可为饱和的或不饱和的且所述前体低聚物可带有可聚合的烯属不饱和度，特别是丙烯酸酯不饱和度，或者可不具有烯属不饱和度，其中在此情况中，本发明的低聚物的烯属不饱和度由所述羧酸化合物提供。

根据本发明的低聚物的主要目的是其在涉及临时性功用或临时性使用的材料比如涂料或物品的应用中的用途，所述物品在临时性功用之后可通过用水或盐水或其他水性溶液简单清洁而被简单地去除，特别地所述水或盐水或其他水性溶液的pH7且优选8，更特别地通过水射流且任选地在高于所获得的交联产物的玻璃化转变温度的合适温度下被简单地去除。这些功能性涂料和制品或部件的特别期望的优点为总体上对操作人员和环境是友好的，而不使用可对健康和环境有影响的危险的溶剂或腐蚀性的产品。更特别的目标应用还与以下相关联，其高水敏感性和其在水中形成可用作用于水性介质中的多种活性成分的载体以及如果需要可容易地去除的凝胶(水凝胶)的能力。

更特别地，本发明涉及由根据本发明的所述低聚物交联的产物，其中交联的产物是水可裂解的或水溶性的，因此使得它们可用水或可在如上所述的水性介质中被完全去除。特别地，此类产物在用于充当在3D打印技术中经历构建的部件的支撑材料(也称作牺牲材料)的可交联组合物中受到关注，所述3D打印技术特别地为喷射可交联组合物(也称作树脂)并且在辐射下，特别是UV辐射下，逐层固化的3D喷墨/聚合物喷射(polyjet)技术。所述支撑或牺牲材料随后通过简单地通过水浴而去除，所述水浴的pH和温度都适应所使用的技术和可交联组合物。在某些情况中，可能需要搅拌或浸渍时间和/或添加剂的存在来允许该去除。

在辐射下且特别是在UV灯下交联之前，包含所述可交联低聚物的可交联组合物必须在所述组合物的喷出温度(其通常大于45℃)下具有小于30mPa.s的粘度。在制造过程期间，牺牲材料必须提供支撑体(support)所期望的特性，具有基本上良好的机械强度以满足“支撑”材料的功能和在辐射下，特别是UV辐射下的最小的固化(交联)速率。优选地，对于25-微米的涂料，反应性对应于这样的固化(或交联)速率，即其等价于在120瓦特/厘米的UV灯下，小于10米/分钟1道次(passage)。还受关注的是具有低收缩率(优选1％)的良好的尺寸稳定性。

在三维打印结束时，必须通过水裂解快速地在水中或水性溶液中溶解或去除牺牲(支撑)材料，而不在由此生产的3D物品的表面留下痕迹。根据本发明，如果已被置于具有磁搅拌的水中或在盐或碱性水性溶液(pH7)中，该材料以“水可分散的”或“水溶性的”级分(在用过标准滤纸过滤之后，进入到水相)和/或均匀颗粒尺寸不超过10mm的残留固体级分(过滤后)的形式分解，则待牺牲的临时性使用的材料是水可裂解的。更优选地，该分解产生如上限定的两种级分。作为适合于表征水可裂解性程度的测试，可使用如说明书实验步骤中所描述的测试。

围绕目标3D物品的牺牲支撑材料具有随着打印且交联的层的数量一个接一个地增长而逐渐支撑所述制品的形状的临时性功用。

现有技术中已知的最常见的可作为用于逐层打印的3D物品的“支撑”材料的方案是基于水溶性的惰性材料(在辐射下无反应性的材料)，或基于可聚合组合物，所述可聚合组合物基于辐射-可聚合的水溶性单乙烯单体或低聚物，其包含作为必要组分的水溶性的惰性低聚物型或聚合物型组分或使得可通过在水中溶解而去除“支撑”材料的其他水溶性添加剂。