[發明專利]一種3D打印用組合物、3D打印方法、裝置

有效

• 申請號: 202110659489.3
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113388075B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 呂如松;楊前程;傅佳藝;陳保全
• 申請（專利權）人: 珠海賽納三維科技有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/32;C08F220/18;C08F220/58;C08F222/14;C08F222/20;C08F220/30;B33Y70/00;B29C64/106;B29C64/245;B29C64/264;B29C64/295;B33Y10/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張娜;臧建明

本發明提供一種3D打印用組合物、3D打印方法、裝置。本發明第一方面提供一種3D打印用組合物，所述組合物按照重量百分含量包括酮肟封端二異氰酸酯5?30％、含活潑氫的化合物5?40％、第一光固化組分5?40％、光固化單體20?80％、光固化低聚物0?30％、光引發劑0.5?10％、催化劑0?1％、助劑0.05?8％、填料0?15％和著色劑0?5％。本發明提供的3D打印用組合物粘度可調，適用于噴墨打印和/或立體光固化成型技術，具有較好的熱穩定性；并且使用本發明提供的組合物打印得到的3D物體的尺寸穩定性和力學性能較好。

技術領域

本發明涉及一種3D打印用組合物、3D打印方法、裝置，涉及3D打印技術領域。

背景技術

光固化3D打印技術主要包括三維噴墨打印技術(3DP)、立體光刻技術 (SLA)、數字光處理技術(DLP)、連續液面制造技術(CLIP)等，該類技術主要以液態光敏樹脂為原材料，在光照射條件下，光敏樹脂發生聚合反應，并快速固化成型得到3D物體。光固化3D打印技術具有成型精度高、打印效率高、工藝成熟等特點，是最早發展和最早商業化的3D打印技術之一。

隨著光固化3D打印設備和工藝的不斷發展，原材料成為了制約光固化 3D打印技術發展的關鍵因素，例如，在物理性能方面，光固化3D打印技術要求光敏樹脂的純度高、粘度較低、穩定性好和揮發性低；在化學性能方面，要求光敏樹脂在光照條件下能快速聚合固化成型，而且固化后要求有良好的力學性能和尺寸穩定性。由于現有的3D打印用材料自身化學和物理性能的局限，阻礙了光固化3D打印技術在工業領域如航空航天、模具、汽車等領域的應用。

發明內容

本發明提供一種3D打印用組合物、3D打印方法和裝置，該組合物打印得到的3D物體的尺寸穩定性和力學性能較好。

本發明第一方面提供一種3D打印用組合物，所述組合物按照重量百分含量包括酮肟封端二異氰酸酯5-30％、含活潑氫的化合物5-40％、第一光固化組分5-40％、光固化單體20-80％、光固化低聚物0-30％、光引發劑0.5-10％、催化劑0-1％、助劑0.05-8％、填料0-15％和著色劑0-5％；

所述酮肟封端二異氰酸酯具有式1所示的結構：

其中，R₁、R₂、R₄和R₅獨立地選自具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基；具有單環、橋連的雙環以及橋連的三環的C3-C20基團；具有6-18個碳原子的芳基；具有6-18個碳原子的芳基烷基或烷基芳基；含O、N、Si、S、 P中至少一種原子的具有3-20個碳原子的雜芳基，含O、N、Si、S、P中至少一種原子的具有3-20個碳原子的雜環基；

R₃選自具有1-18個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基、具有5-18個碳原子的亞脂環基、具有6-18個碳原子的亞芳基、具有6-20個碳原子的芳基亞烷基或烷基亞芳香基、具有取代或非取代基團的萘環基；

所述第一光固化組分的分子結構中包括乙烯基團和雜環基團，且所述雜環基團能與所述酮肟封端二異氰酸酯解封后含有酮肟基團的化合物發生熱化學反應；

所述光固化單體和所述光固化低聚物均不與所述酮肟封端二異氰酸酯解封后含有酮肟基團的化合物發生所述熱化學反應。

如上述組合物，所述酮肟封端二異氰酸酯的解封溫度高于所述組合物打印溫度至少20℃。

如上述組合物，所述酮肟封端二異氰酸酯的解封溫度為T，且100≤T≤ 150℃。

如上述組合物，所述雜環基團選自環氧基團、丁氧環基團、四氫呋喃基團、二氧五環基團、二氧六環基團、三氧六環基團、丙內酯基團、丁內酯基團、雜氮環丙烷基團、雜氮環丁烷基團、環硫丁烷基團、六甲基環三硅氧烷基團、八甲基環四硅氧烷基團中的一種或多種。