[發明專利]一種用于3D打印的紫外光交聯聚合物材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410182359.5
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104031304A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 朱唐;沈衡;郭靖;趙寧;徐堅;孫文華;董金勇;李春成;符文鑫;林學春;馬永梅
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 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: 北京慶峰財智知識產權代理事務所(普通合伙) 11417
• 代理人: 劉元霞;謝蓉

技術領域

本發明涉及一種用于3D打印的材料及其制備方法和應用，具體涉及一種用于3D打印的紫外光交聯聚合物材料及其制備方法和應用。

背景技術

近二十幾年來，3D打印技術，作為快速成型領域的一種新興技術，發展非常迅速，目前已經在航空航天、生物醫學、國防軍工、工程教育、新產品開發等領域得到應用。3D打印技術又稱增材制造技術，與傳統的去除材料加工的方法不同，它是通過逐層堆積材料的方式直接制造產品。3D打印技術利用三維CAD模型在一臺設備上可快速而精確地制造出復雜結構零件，從而實現“自由制造”，解決傳統工藝難加工或無法加工的局限，并大大縮短了加工周期。簡單來說，3D打印可以看作是2D打印技術在空間上的疊加。使用固體粉末或聚合物熔體等材料作為打印“油墨”，通過計算機建模設計，精確控制產品的精度和尺寸。這種打印技術相比于傳統的成型技術，不需要復雜的模具和工藝，設備小巧，程序由計算機控制，操作簡便，因而受到的關注越來越多，逐漸在生物、醫學、建筑、航空等領域開拓了廣闊的應用空間，尤其適合小批量，個性化，結構復雜的中空部件。

目前，熔融層積成型技術是最為常用的3D打印技術，通常使用尼龍，ABS等熱塑性樹脂，在高溫下熔融后，進行打印，逐層沉積固化，形成最終產品。

然而這類熱塑性樹脂通常為線性結構聚合物，打印出的產品耐熱性和剛性均較差，限制了其應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種用于3D打印的紫外光交聯聚合物組合物。

本發明的另一個目的在于提供一種用于3D打印的紫外光交聯聚合物材料，其由上述組合物制得。

本發明的第三個目的在于提供一種上述的用于3D打印的紫外光交聯聚合物材料的制備方法。

本發明的第四個目的在于提供一種制品，其由上述的用于3D打印的紫外光交聯聚合物材料通過3D打印制得。

本發明的第五個目的在于提供上述制品的制備方法。

本發明的第六個目的在于提供上述用于3D打印的紫外光交聯聚合物組合物或上述的用于3D打印的紫外光交聯聚合物材料的用途，其用于3D打印。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于3D打印的紫外光交聯聚合物組合物，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。

根據本發明，所述聚合物樹脂的重均分子量為1萬-50萬，優選5萬-20萬。

根據本發明，優選的，所述紫外光交聯劑選自1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮)、184(1-羥基環己基苯基甲酮)、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-羥基環己基苯基甲酮)和80％IHT-PI1173)、IHT-PI500(50％IHT-PI184和50％IHT-PI?BP(光引發劑二苯甲酮))中的至少一種。

根據本發明，優選的，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：IRGANOX?B-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。