[发明专利]用于3D印刷的硫醇-烯油墨

说明书

在一个方面，本文描述用于三维印刷系统的油墨。在一些实施方案中，本文所述油墨包含硫醇单体组分和烯单体组分。另外，在一些情况下，本文所述油墨还包含不同于烯单体组分的另外的(甲基)丙烯酸酯单体组分。在一些这样的情况下，所述另外的(甲基)丙烯酸酯单体组分可与油墨的硫醇和烯单体分开地聚合。

相关申请交叉引用

本申请根据35 U.S.C. § 119(e)要求2016年4月7日提交的美国临时专利申请62/319,533的优先权，该申请通过全文引用结合到本文中。

领域

本发明涉及油墨，具体地讲，涉及用于三维(3D)印刷系统的油墨。

背景

一些市售3D印刷机(如3D Systems，Rock Hill, South Carolina制造的ProJet^TM3D Printers)使用油墨(也称为构建材料)，该油墨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印刷系统也使用油墨，该油墨通过印刷头喷射，或以其他方式分配到基材上。在一些情况下，油墨在环境温度下为固体，并在高喷墨温度下转变成液体。在其他情况下，油墨在环境温度下为液体。另外，在一些情况下，油墨可在油墨分配和/或沉积于基材上之后固化。

其他3D印刷机从流体油墨或构建材料或粉末状油墨或构建材料的储器、桶或容器形成3D制品。在一些情况下，用粘合剂材料或激光、数字光处理(DLP)源或其他能源以分步或逐层方式选择性固化或固结油墨或构建材料层，以提供3D制品。

可用用于3D印刷系统的油墨形成多种制品用于多种应用，包括以上文所述方式。然而，用于3D印刷系统的一些油墨包括(甲基)丙烯酸酯作为初始可固化物质。这样的油墨可提供高印刷分辨率，但也可提供刚性和脆性或柔性但容易破碎的3D印刷制品。因此，需要用于3D印刷的改良油墨，包括可提供合乎需要性质(如高印刷分辨率和高韧度)组合的油墨。

概述

在一个方面，本文描述用于3D印刷机的油墨，在一些实施方案中，该油墨可提供超过先前油墨的一个或多个优点。例如，在一些实施方案中，本文所述油墨可用于形成具有高韧度和高分辨率及其他合乎需要机械性质的3D印刷制品。

在一些实施方案中，本文所述用于3D印刷系统的油墨包含硫醇单体组分和烯属不饱和单体组分。硫醇单体组分可包括一种或多种含硫醇的化学物类。类似地，烯属不饱和单体组分可包括一种或多种烯属不饱和化学物类。可选择硫醇单体组分和烯属不饱和单体组分以所谓的硫醇-烯反应彼此反应。因此，本文所述油墨的烯属不饱和单体组分也可称为“烯”单体组分。

另外，在一些情况下，本文所述油墨还包含不同于所述烯单体组分的另外的(甲基)丙烯酸酯单体组分。在一些这样的情况下，另外的(甲基)丙烯酸酯单体组分可与油墨的硫醇和烯单体分开聚合。例如，在一些情况下，可使油墨的硫醇和烯单体彼此反应，以通过硫醇-烯反应形成第一聚合物网络，并且油墨的另外的(甲基)丙烯酸酯单体可与自身反应形成第二聚合物网络。在这些情况下，第一和第二聚合物网络可以为单独或不同的聚合物网络。另外，在一些实施方案中，第一和第二聚合物网络一起形成互穿的聚合物网络。另外，第一和第二聚合物网络可通过不同的聚合过程形成。

在一些实施方案中，油墨的另外的(甲基)丙烯酸酯单体也可与自身反应并且也可与油墨的烯单体反应。在这样的情况下，可形成仅一个聚合物网络。另外，在一些实施方案中，油墨包含硫醇单体和烯单体，且与硫醇单体比较，烯单体以化学计量过量存在。在一些这样的情况下，烯单体可与硫醇单体反应，以提供第一聚合物网络(具体地讲，硫醇-烯聚合物网络)，并且可进一步与自身反应，以提供第二聚合物网络(如单独的(甲基)丙烯酸酯网络)。因此，在一些这样的情况下，可提供互穿的聚合物网络，而不用不同于所述烯单体的另外的(甲基)丙烯酸酯单体。