[發明專利]一種用于光固化三維制造的材料以及用該材料應用

在審

• 申請號: 201810982481.9
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108929410A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 胡夢龍;郭琰輝;王虎;趙凱鋒;徐祗正
• 申請（專利權）人: 寧波市石生科技有限公司;北京清鋒時代科技有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/10;C08F2/48;B33Y70/00
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本發明公開了一種用于光固化三維制造的材料及其應用，材料包括單體和/或預聚體、光引發劑以及熱塑性聚氨酯彈性體，所述單體和/或預聚體均通過反應型保護基團封端，其中熱塑性聚氨酯彈性體在常溫狀態下為固態顆粒狀，與液態的光敏材料混合一起經過三維成型后，單體和/或預聚體通過光引發劑發生聚合反應，形成三維成型件，熱塑性聚氨酯彈性體分布在光敏材料聚合成型的高分子網絡結構中，在輻射作用下，反應型保護基團脫離聚合物，且熱塑性聚氨酯彈性體熔融分子鏈展開，使得熱塑性聚氨酯彈性體能夠與光敏材料進一步的聯結，形成致密的網絡結構，則大大提升了光敏材料固化后的機械性能。

技術領域

本發明涉及技術領域為三維成型領域，特別涉及一種用于光固化三維制造的材料以及用該材料應用。

背景技術

光固化三維制造的技術原理是先將三維模型通過一個方向進行分層，從而獲取每層的輪廓信息或者圖像信息，然后通過光源來實現每層的數據信息，將聚合物單體與預聚體組成光引發劑(光敏劑)，經過UV光照射后，引起聚合反應，完成每一層的固化，重復迭代，最后形成一個三維實體模型。由于三維制造的生產周期短、生產成本低，而且無需考慮產品市場的大小，即具備不同產品的三維模型使用同樣的設備與耗材即可生產不同的產品，故三維制造特別受定制化、高端化市場的青睞。

但是由于光固化三維制造所用的材料，一般是單體、預聚物樹脂以及光引發劑，通過光照發生聚合反應，由于大分子之間的連接形式單一，其所體現的機械性能有限，特別是柔性、彈性、斷裂伸長率等性能難以同時提高，無法滿足市場對于不同性能的材料的需求，限制了三維制造的發展，所以需要研發一種固化后機械性能好的材料，來應用于光固化三維制造(3D打印)。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種固化后機械性能好的材料，以及該材料在光固化三維制造(3D打印)的應用。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種用于光固化三維制造的材料，包括單體和/或預聚體、光引發劑以及熱塑性聚氨酯彈性體，所述單體和/或預聚體均通過反應型保護基團封端，所述反應型保護基團在輻射能量作用下與單體和/或預聚體斷鏈。

采用以上所述的材料后，本發明與現有技術相比，具有以下的優點：熱塑性聚氨酯彈性體在常溫狀態下為固態顆粒狀，與液態的光敏材料混合一起經過三維成型后，單體和/或預聚體通過光引發劑發生聚合反應，形成三維成型件，熱塑性聚氨酯彈性體分布在光敏材料聚合成型的高分子網絡結構中，在輻射作用下，反應型保護基團脫離聚合物，且熱塑性聚氨酯彈性體熔融分子鏈展開，使得熱塑性聚氨酯彈性體能夠與光敏材料進一步的聯結，形成致密的網絡結構，則大大提升了光敏材料固化后的機械性能。

進一步地，所述反應型保護基團為甲基丙烯酸叔丁氨基乙酯、N-乙烯基甲酰胺、N-(異丁氧基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、甲基丙烯酸羥丁酯任一種或是多種混合。

進一步地，所述熱塑性聚氨酯彈性體的分子量為1000-100000，熱塑性聚氨酯彈性體的主鏈為聚酯或聚醚。

進一步地，所述單體和/或預聚體包含異氰酸酯基團，該異氰酸酯官能團度大于1。

進一步地，所述熱塑性聚氨酯彈性體由羥基或者氨基封端。

進一步地，還包括反應稀釋劑，該反應稀釋劑為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯，丙烯酸，乙烯基酰胺，乙烯基醚，乙烯基酯，以及含有任何一種單體或多種前述單體物質的混合物。

進一步地，所述單體和/或預聚體與熱塑性聚氨酯彈性體的質量比例為1:5-5:1。

對上述用于光固化三維制造的材料的應用：

(a)提供光固化三維制造設備，所述材料通過光固化后形成緊密的高分子網絡結構；