[發(fā)明專利]一種用于3D打印的紫外光交聯(lián)聚合物材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410182359.5
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104031304A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱唐;沈衡;郭靖;趙寧;徐堅(jiān);孫文華;董金勇;李春成;符文鑫;林學(xué)春;馬永梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L27/06;C08L77/00;C08L69/00;C08L67/02;C08L55/02;C08K13/02;C08K5/134;C08K5/526;C08K3/26;C08K3/08;C08K3/22;C08K3/34
• 代理公司: 北京慶峰財(cái)智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11417
• 代理人: 劉元霞;謝蓉

1.一種用于3D打印的紫外光交聯(lián)聚合物組合物，其由以下組分組成：

其中，所述的聚合物樹脂為線形熱塑性樹脂，選自聚烯烴(PE、PP、PVC、PS)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚酯(PET、PBT、PCL、PLA)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)和丁苯透明抗沖樹脂(K樹脂)中的至少一種；

優(yōu)選地，所述聚合物樹脂的重均分子量為1萬-50萬，更優(yōu)選5萬-20萬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光交聯(lián)聚合物組合物，其特征在于，所述紫外光交聯(lián)劑選自1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮)、184(1-羥基環(huán)己基苯基甲酮)、907(2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮)、TPO(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦)、TPO-L(2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯)、IHT-PI910(2-二甲氨基-2-芐基-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮)、659(2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-1-丙酮)、MBF(苯甲酰甲酸甲酯)、IHT-PI4265(50％IHT-PI?TPO(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦)和50％IHT-PI1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮))、IHT-PI1000(20％IHT-PI184(1-羥基環(huán)己基苯基甲酮)和80％IHT-PI1173)、IHT-PI500(50％IHT-PI184和50％IHT-PI?BP(光引發(fā)劑二苯甲酮))中的至少一種；

優(yōu)選的，所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑1096、主抗氧劑1098與亞磷酸酯類抗氧劑互配物和抗氧劑168中的一種或多種；其中，抗氧劑1010是指：四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；抗氧劑1096是指：IRGANOXB-1096；主抗氧劑1098是指：(N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺)；抗氧劑168是指：三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯；

優(yōu)選的，所述粉體為無機(jī)粉體、有機(jī)高分子粉體和有機(jī)無機(jī)雜化粉體中的一種或多種；優(yōu)選地，所述無機(jī)粉體選自金屬單質(zhì)顆粒、金屬氧化物顆粒、非金屬單質(zhì)顆粒、鹵化銀顆粒、碳酸鹽顆粒、以及磷酸鹽顆粒中的一種或多種；優(yōu)選地，所述有機(jī)高分子粉體選自選自聚苯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、ABS、環(huán)氧樹脂等顆粒中的一種或多種；優(yōu)選地，所述有機(jī)無機(jī)雜化粉體具有殼層結(jié)構(gòu)或不對稱結(jié)構(gòu)，如PS@Fe₃O₄，PS@Dopa@Ag等其中的一種或多種；

優(yōu)選的，所述的顏料為無機(jī)彩色顏料。所述無機(jī)彩色顏料選自鉻酸鹽顏料(如鉛鉻黃、鉬鉻橙等)、鎘系顏料(如鎘黃、鎘紅等)、鐵系顏料(如鐵黃、鐵紅等)、綠色顏料(如鉻綠、氧化鉻綠等)和藍(lán)色顏料(如鐵藍(lán)、群青等)中的至少一種；

優(yōu)選地，所述的其他助劑是適合于3D打印的組合物用助劑，例如脫泡劑，增塑劑和/或潤滑劑。

3.一種用于3D打印的紫外光交聯(lián)聚合物材料，其由權(quán)利要求1或2所述的用于3D打印的紫外光交聯(lián)聚合物組合物制得；

優(yōu)選地，所述材料通過包括如下步驟的方法制得：

將100重量份的聚合物樹脂，0.5-5重量份的紫外光交聯(lián)劑，0.1-0.5重量份的抗氧劑，1-20重量份的粉體，1-10重量份的顏料和0-20重量份的其他助劑用單螺桿擠出機(jī)混合均勻，擠出加工成細(xì)絲；

優(yōu)選地，所述細(xì)絲的直徑為1-3mm(優(yōu)選2mm)，直徑誤差在5％以內(nèi)；

優(yōu)選地，所述單螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑為70mm，長徑比為20：l，擠出機(jī)溫度依次設(shè)定為：185-195℃，190-200℃，195-205℃，200-210℃，195-205℃，模頭溫度215-225℃。

4.一種權(quán)利要求3所述的用于3D打印的紫外光交聯(lián)聚合物材料的制備方法，包括如下步驟：

將100重量份的聚合物樹脂，0.5-5重量份的紫外光交聯(lián)劑，0.1-0.5重量份的抗氧劑，1-20重量份的粉體，1-10重量份的顏料和0-20重量份的其他助劑用單螺桿擠出機(jī)混合均勻，擠出加工成細(xì)絲。