[发明专利]使用具有烯烃嵌段共聚物的回收聚烯烃的增材制造和由其制成的制品

说明书

一种方法，其包括：(i)提供一种热塑性材料，基于所述热塑性材料的总重量，所述热塑性材料包含5至75重量％的消费后回收的聚烯烃组合物和25至95重量％的烯烃嵌段共聚物组合物，其中所述消费后回收的聚烯烃组合物包含至少50重量％的聚烯烃和至少0.1重量％的污染物；(ii)通过喷嘴加热和分配所述热塑性材料以形成沉积在基座上的挤出物，(iii)在分配所述热塑性材料的同时移动所述基座、喷嘴或其组合，使得所述基座和喷嘴之间存在以预定模式发生的水平位移以在所述基座上形成所述材料的初始层，以及(iv)重复步骤(ii)和(iii)以形成粘附在所述初始层上的所述材料的后续层，以及(v)任选地重复步骤(ii)和(iii)以形成附加后续层。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年10月11日提交的美国申请第62/913,762号的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的领域是增材制造方法，其中热塑性聚合物材料(例如，呈粒料、粉末或长丝的形式)通过例如使用被推进和加热的长丝加热(例如熔融)并挤出穿过喷嘴并沉积在压板上(通常称为熔丝制造或FFF)。

背景技术

热塑性聚合物(通常为尼龙)的增材制造是众所周知的。例如，熔丝制造(fusedfilament fabrication；FFF)(其通常也称为塑料喷射打印)已被用于通过使用热塑性长丝来形成三维(3D)部件，所述热塑性长丝被牵引到喷嘴中、加热、熔融并且接着挤出。被挤出的长丝在冷却时融合在一起(参见例如美国专利第5,121,329号)。因为所述技术需要熔融长丝并且挤出，所以材料受限于热塑性聚合物(通常为尼龙)和复杂的设备。

期望找到用于消费后回收的聚烯烃(PCRPO)流，例如消费后回收流，其包含作为重要或主要或初级组分的聚烯烃，诸如低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)和/或其组合。同样，在特定取向上显示结晶形成的聚合物，诸如高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯也趋向于在增材制造诸如FFF期间翘曲并且不能充分打印。当试图形成更大部件(例如，横截面积大于2平方英寸)时，这些问题会变得特别严重。由于组成的变化(包括流中存在污染物)，使用PCRPO流也可能在增材制造中出现问题。

发明内容

本文公开了一种增材制造的方法，其包括

(i)提供包含5至75重量百分比的消费后回收的聚烯烃和25至95重量百分比的烯烃嵌段共聚物的热塑性材料，

(ii)通过喷嘴加热和分配所述热塑性材料以形成沉积在基座上的挤出物，

(iii)在分配所述热塑性材料的同时移动所述基座、喷嘴或其组合，以使所述基座与所述喷嘴之间以预定模式发生水平位移，从而在所述基座上形成材料的初始层.以及

(iv)重复步骤(ii)和(iii)以形成粘附在所述初始层上的材料的连续层，从而形成增材制造部件。

还公开了一种包含粘合在一起的至少两层的增材制造制品，至少一层包括5至75重量百分比的消费后回收的聚烯烃和25至95重量百分比的烯烃嵌段共聚物。

还公开了一种可用于增材制造的长丝，其包括包含多个层的长丝，所述层包含5至75重量百分比的消费后回收的聚烯烃和25至95重量百分比的烯烃嵌段共聚物

改进的增材制造方法可用于制品的快速原型制作。

附图说明

图1是通过本发明的方法制得的本发明的增材制造制品的侧视图。

图2是在本发明的方法中形成的初始层的挤出物的端视图。

图3是本发明的方法的最终初始层的端视图。

图4是根据本发明的方法的增材制造制品的实例的照片。