[發明專利]用于三維打印的光固化性組合物

有效

• 申請號: 201680016615.0
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN107428892B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: C·S·萊特科;W·H·希斯;N·威爾莫特;S·克萊森斯;W·L·海訥;A·C·科爾森;S·W·金;J·G·彭德格斯特
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08G18/67;C08L75/16
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所 11494
• 代理人: 封新琴

一種三維打印光固化性組合物包括按所述組合物的總重量計，20重量％至70重量％的丙烯酸氨基甲酸酯組分、20重量％至60重量％的多官能性環氧組分、1重量％至15重量％的單體組分和1重量％至8重量％的光引發劑組分。所述丙烯酸氨基甲酸酯組分包括丙烯酸酯與異氰酸酯封端的預聚物的封端反應產物且所述異氰酸酯封端的預聚物為聚異氰酸酯與至少一種具有至少3000g/mol的分子量的多元醇的反應產物。所述多官能性環氧組分包括一種或多種多官能性環氧化物。所述單體組分包括多官能性丙烯酸酯單體和多官能性乙烯基醚單體中的至少一個。

技術領域

實施例涉及用于三維打印應用(也稱為增材制造(additive manufacturing))的基于丙烯酸氨基甲酸酯/環氧樹脂的光固化性組合物、使用其組合物的三維打印應用和使用其組合物的三維打印方法。

背景技術

三維(3-D)打印允許通過使用調配用于3-D打印的材料直接從計算機輔助設計產生物體，其已經設計以產生滿足特定最終使用要求的物體。舉例來說，在尋求柔性部件的情況下，可尋求提供指定范圍內的肖氏A硬度(Shore A hardness)、拉伸強度和伸長率％的材料。如美國專利第6,569,373號中所論述，3-D打印允許使用二維層構建物體。舉例來說，一種稱為立體光刻的方法通過首先將構建平臺降低至稱為光敏樹脂的成膜材料的桶中。接著，所需打印部分的薄截面通過用光化輻射源追蹤形狀的區域而聚合。此后，后續截面層在先前層的頂部上固化以獲得3-D打印物體。

發明內容

實施例可通過提供用于基于柔性材料的物體的三維打印光固化性組合物而實現，其中以組合物的總重量計，組合物包括20重量％至70重量％的丙烯酸氨基甲酸酯組分、20重量％至60重量％的多官能性環氧組分、1重量％至15重量％的單體組分和1重量％至8重量％的光引發劑組分。丙烯酸氨基甲酸酯組分包括丙烯酸酯與異氰酸酯封端的預聚物的封端反應產物且異氰酸酯封端的預聚物為聚異氰酸酯與至少一種具有至少3000g/mol的分子量的多元醇的反應產物。多官能性環氧組分包括一種或多種多官能性環氧化物。單體組分包括多官能性丙烯酸酯單體和多官能性乙烯基醚單體中的至少一個。

附圖說明

圖1說明與根據實施例的組合物一起使用的例示性三維打印設備。確切地說，圖1說明基于立體光刻的三維打印設備的例示性類型。

具體實施方式

實施例涉及用于使用三維打印設備打印三維柔性物體的光固化性組合物。柔性物體意指通過具有等于或小于95且任選地等于或大于40(例如根據ASTM D2240)的可測量肖氏A硬度的材料形成的具有柔性的物體。根據實施例，呈膜形式的柔性材料具有相對高斷裂伸長率％(例如至少50％和/或50％至300％)和相對高拉伸強度(例如至少900psi和/或900psi至3500psi)。

存在多種三維打印裝置，所述裝置可通過處理饋入材料以獲得最終打印物體的方法而不同。舉例來說，三維打印設備可利用基于立體光刻的打印方法，所述方法包括用三維可打印調配物構建物體和固化所述物體。例示性基于立體光刻的打印方法可利用以下方法中的一個：(i)通過經由噴墨頭分配樹脂調配物和使用UV光源而構建物體，(ii)在浴槽中且使用激光系統構建物體(例如倒置)，和(iii)使用浴槽和UV光源構建物體(例如沿相反的方向)。舉例來說，一種此類基于立體光刻的打印裝置通過用激光追蹤每一截面而將感光聚合物樹脂的連續層固化到襯底平臺上。在另一實例中，光敏樹脂可使用噴墨頭處理，其中截面圖案沉積到表面上且在曝光于噴墨頭之后的UV燈時固化。

參看圖1，例示性基于立體光刻的三維打印設備包括激光1和掃描儀系統2，激光1向掃描儀系統2提供第一激光束3。掃描儀系統2向立體光刻桶5提供第二激光束4。立體光刻桶5包括構建平臺6和液體光敏樹脂材料7，構建平臺6浸沒于所述材料中。使用第二激光束4和液體光敏樹脂材料7，在構建平臺6上形成膜層8(用于形成三維打印物體)。膜層8可分別形成固化樹脂層。