[发明专利]含有可环化聚合单体的3D印刷油墨

说明书

本发明涉及用于3D印刷系统的油墨。本文描述了含有可环化聚合单体的3D印刷油墨。本文所述的油墨包含10‑70重量％或20‑40重量％可环化聚合单体，基于油墨的总重量。可环化聚合单体包含丙烯酸酯部分和乙烯基或乙炔基部分，并且丙烯酸酯部分的α‑碳和乙烯基或乙炔基部分的α‑碳可具有1,5‑，1,6‑，1,7‑或1,8‑关系。本文所述的油墨可以具有在30℃下1600厘泊(cP)或更低的粘度，或者在30℃下500cP或更低的粘度，并且可以用于印刷具有类似于由热塑性材料形成的制品的机械性质的所需3D制品。

本申请是申请号为201880023242.9(国际申请号PCT/US2018/016078)、申请日为2018年1月31日、发明名称为“含有可环化聚合单体的3D印刷油墨”的中国专利申请的分案申请。

本申请根据35 U.S.C. § 119(e)要求2017年2月1日提交的美国临时专利申请No.62/453,169和2017年10月18日提交的美国临时专利申请No. 62/573,756的优先权，其各自通过引用整体并入本文。

发明领域

本发明涉及油墨，特别是包含用于三维(3D)印刷系统的可环化聚合单体的油墨。

背景技术

一些商业上可获得的3D印刷机，例如由Rock Hill, South Carolina的3DSystems制造的ProJet^TM 3D印刷机使用油墨，油墨也被称为构建材料，其通过印刷头作为液体喷射以形成各种3D物体、制品或部件。其他3D印刷系统也使用通过印刷头喷射或以其他方式分配到基材上的油墨。在某些情况下，油墨在环境温度下是固体，并在升高的喷射温度下转化为液体。在其他情况下，油墨在环境温度下是液体。此外，在一些情况下，油墨可以在将油墨分配和/或沉积到基材上之后固化。

其他3D印刷机从流体油墨或构建材料或粉末油墨或构建材料的储库、桶或容器形成3D制品。在一些情况下，使用粘合剂材料或激光或其他能量源以逐步的方式选择性地凝固或固结油墨或构建材料的层以提供3D制品。

用于3D印刷系统的油墨可用于形成各种用于各种应用的制品，包括以上文所述的方式。然而，对能够形成具有优异机械性质的制品的油墨具有非常高的要求。例如，对能够形成具有类似于由热塑性材料形成的制品的机械性质的制品的油墨具有非常高的要求。

用于3D印刷系统的包含丙烯酸酯的现有油墨可用于以非常好的分辨率印刷制品，但是所得到的制品通常是刚性的、易碎的，或柔性的但易于断裂的。与一些其他制品相比，这些制品的抗冲击性可能特别低。因此，需要改进的用于3D印刷的含丙烯酸酯的油墨，其形成具有改进的机械性质的制品。特别是，需要含丙烯酸酯的油墨，其生产的制品具有更像由热塑性材料形成的制品所表现出的机械性质。

发明内容

在一个方面，本文描述了用于3D印刷机的油墨，在一些实施方案中，其可以提供一个或多个优于现有含丙烯酸酯的油墨的优点。例如，与用现有含丙烯酸酯的油墨印刷的那些相比，本文所述的油墨可用于印刷具有改进的机械性质，包括改进的抗冲击性的制品。在一些实施方案中，与使用现有含丙烯酸酯的油墨印刷的制品相比，使用本文所述油墨印刷的制品还具有改善的拉伸模量、拉伸强度和/或伸长率。另外，在某些情况下，与现有的含丙烯酸酯的油墨相比，本文所述的油墨具有降低的粘度。结果，本文描述的油墨可以用于各种不同的3D印刷机，例如基于立体平版印刷术(SLA)、数字光处理(DLP)和多喷射印刷(MJP)的3D印刷机。此外，至少部分地由于它们降低的粘度，本文所述的油墨也可以容易且快速地印刷。

在一些实施方案中，本文所述的用于3D印刷系统的油墨基于油墨的总重量包含10-70重量％或20-40重量％可环化聚合单体。可环化聚合单体包含丙烯酸酯部分和乙烯基或乙炔基部分，并且丙烯酸酯部分的α-碳和乙烯基或乙炔基部分的α-碳可以具有1,5-，1,6-，1,7-，或1,8-关系。在一些情况下，可环化聚合单体可以是具有式(I)结构的单体：