[发明专利]用于增材制造的高冲击强度聚碳酸酯组合物

说明书

本文提供了聚碳酸酯‑聚碳酸酯‑硅氧烷嵌段共聚物，该组合物适用于增材制造应用。用公开的组合物制成的增材制造制品表现出相比现有增材制造聚碳酸酯制品显著改进的机械性能，并且用公开的组合物制成的增材制造制品表现出接近注射模制制品的相应性能的机械性能。

相关申请

本申请要求享有美国专利申请号62/266,241“用于添加剂制造的高冲击强度聚碳酸酯组合物(High Impact Strength Polycarbonate Compositions for AdditiveManufacturing)”(2015年12月11日提交)的优先权和权益，该申请的全部内容出于任何和所有目的通过引证结合于本文中。

技术领域

本公开涉及增材制造领域并且涉及聚碳酸酯材料领域。

背景技术

熔丝制造(FFF)是一种增材制造技术，其使用热塑性单丝，粒料或金属线以逐层方式构建部件或制品。在一些实施方式中，将来自线轴的材料由加热而熔融该材料的挤出喷嘴进料，然后熔融的材料通过受控机构在水平和垂直取向上沉积。FFF方法中常用的聚合物材料是苯乙烯类聚合物，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)以及与其他聚合物的共混物，聚碳酸酯(PC)，聚醚酰亚胺(PEI)和聚苯砜(PPS)。

已知聚碳酸酯在各种热塑性塑料中具有高冲击强度。作为一个实例，注射模制的PC具有600-800J/m(焦耳/米)的缺口悬臂梁冲击强度。但通过FFF方法打印的PC部件可能缺乏冲击强度；目前可获得的PC材料表现出30-70J/m的缺口悬臂梁冲击强度，该强度与注射模制部件中观察到的强度相比相对较低。这种相对降低的强度由此限制了增材制造部件可以适用的应用。因此，本领域长期以来需要产生具有改进的机械性能的增材制造制品的增材制造材料和方法。对相关方法也存在长期的需求。

发明内容

为满足长期的需求，本公开提供了用于增材制造的聚合物组合物，包含：一定量的聚碳酸酯组合物，其包含：一定量的BPA-聚碳酸酯并进一步包含(a)一定量的具有约28,000至约32,000Da的分子量(重均)的BPA-聚碳酸酯-硅氧烷嵌段共聚物，(b)一定量的具有约22,500至约23,500Da的分子量(重均)的BPA-聚碳酸酯-硅氧烷嵌段共聚物，或(a)和(b)二者，并且可选地，聚碳酸酯组合物的BPA-聚碳酸酯具有约16,000至约35,000Da的分子量(重均)，聚合物组合物为粒料或纤丝形式。(所有分子量是通过凝胶渗透色谱法测量并用聚碳酸酯标准物校准的。)

还提供了制作增材制造制品的方法，包括：将工作量的根据本公开的聚合物组合物加热至熔融状态；可控地将至少一些工作量的聚合物组合物分配于基质上；和实施分配的量的聚合物组合物的固化。

另外本文公开了根据本公开制成的增材制造制品。

还提供了一种系统，包括：分配器，具有置于其内部的一定量的本公开的聚合物组合物；和基质，分配器和基质中的一种或两种能够相对于彼此可控运动。

附图说明

在结合附图阅读时进一步理解发明内容以及以下的具体实施方式。为了图示说明技术的目的，在附图中显示了本发明的示例性和优选实施方式；然而，本公开并不限于所公开的具体方法，组合物和装置。另外，附图并不一定按比例绘制。在附图中：

图1描绘了参照X，Y和Z轴的示例性FFF部件取向(竖直，边缘上，和平面)；如所示，部件可以以XY(平面)，XZ(边缘上)或ZX(竖直)取向构建；和

图2提供了部件的每一层(适用于所有打印取向)的典型的纤丝(栅格)填充模式。

具体实施方式