[發明專利]基于丙烯酸液晶光敏樹脂的組合物及其在405nm 3D打印中的應用

有效

• 申請號: 202111145723.7
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113651920B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 陳少云;卓東賢;華文強;孫曉露;鄭偉略;瞿波;王睿;鄭燕玉;劉小英;李文杰
• 申請（專利權）人: 泉州師范學院
• 主分類號: C08F265/06
• 分類號: C08F265/06;C08F267/06;C08F283/00;C08F290/06;C08F222/20;C08F220/20;B33Y70/10;C08F2/48
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開了基于丙烯酸液晶光敏樹脂的組合物及其在405nm?3D打印中的應用。按重量計，它包括10~70份丙烯酸液晶光敏樹脂，10~70份聚氨酯丙烯酸酯類樹脂，0~25份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯類樹脂，0~25份烷氧化丙烯酸酯，0~25份稀釋劑，0.1~10份光引發劑，0~5份消泡劑，0~5份流平劑和0~5份抗氧化劑。該基于丙烯酸液晶光敏樹脂的組合物可用于405nm?3D打印，具有打印復雜結構的能力；同時保留了丙烯酸液晶光敏樹脂的特性，所打印出的制品耐熱性優異，機械性能良好，可廣泛應用于精細電子器件、航空航天等領域。

技術領域

本發明涉及光敏樹脂加工及其應用領域，尤其涉及基于丙烯酸液晶光敏樹脂的組合物及其在405nm?3D打印中的應用。

背景技術

近年來，3D打印技術正處于高速發展階段，吸引著越來越多的研究工作者。與傳統的制造方法相比，3D打印無需使用模具，可以有效降低工業產品的生產周期和成本。隨著3D打印技術的發展，其在航空航天技術、醫學工程、建筑業和電子制造等領域都得到了更多的應用。在各種類型的3D打印技術中，立體光刻(SLA)因固化時間短、打印精度高和節能環保等諸多優點脫穎而出。此外，打印的制品在硬度、耐化學性和耐磨性方面具有優異的性能。

隨著3D打印技術的飛速發展，對光固化3D打印制品的質量提出了更高的要求。光敏樹脂作為SLA技術的原材料，主要包括環氧樹脂、丙烯酸樹脂和聚酯樹脂；這些材料可以打印出諸如珠寶、手術支架、手辦模型等具有復雜結構的制品，但這些制品大多不能用于諸如航空、航天、汽車等領域。這些領域對于制品的熱穩定性和機械性能要求較高，這就極大地限制了SLA技術的進一步發展。因此，開發用于光固化3D打印的新型高性能光敏材料對于學術和工業領域都具有重要意義。

液晶樹脂因其取向的有序性等優點一直吸引著科學工作者的關注。經過多年的發展，其在3D打印中的應用也取得了一定成效。液晶彈性體(Liquid?crystal?elastomers，簡稱LCEs)是將液晶分子的各向異性序與輕交聯聚合物網絡的熵彈性相結合的軟性多功能材料。LCEs具有特殊的力學特性，如高能量耗散、軟彈性、可編程各向異性和負泊松比。目前已有研究者利用點擊化學和墨水直寫技術制造LCEs器件。但是用于立體光固化成型技術(SLA)3D打印液晶光敏樹脂還未見報道。

液晶材料因其獨特的分子形狀和化學結構，在光學、電氣和機械性能等多方面表現優異。丙烯酸酯液晶樹脂在引發劑引發或熱引發的條件下都可通過熱固化獲得固化樹脂。但因引發體系和溫度的限制，熱固性丙烯酸酯液晶樹脂一般采用光聚合。采用光聚合時聚合溫度可在液相溫度范圍之內任意選擇，并且取向、聚合兩個過程可以完全獨立，即液晶樹脂可以充分取向之后再進行聚合。但該法比較適用于制備薄膜，不適用于厚度較大的制件。

立體光固化成型技術(SLA)可以通過激光逐層固化液晶樹脂，迅速得到任意形狀的三維結構制件。這一技術很好的克服了光固化對于制件厚度和形狀的限制。若能將液晶樹脂的液晶的特性保留下來應用到3D打印中，那么制品的機械性能必然得到一定程度的提高。因此，開發出一種新型液晶光敏樹脂，其在3D打印中的應用將極具潛力。

因而基于該思路，開發基于丙烯酸液晶樹脂的405nm光固化3D打印用光敏樹脂組合物，既擴寬了丙烯酸液晶樹脂的應用，解決了其成型性差的缺點；又得到一種高性能的新型光敏樹脂組合物，有利于405nm光固化3D打印技術的普及和推廣。

發明內容

針對現有技術的情況和不足，本發明的目的在于提供一種熱穩定性、機械性能優異的基于丙烯酸液晶光敏樹脂的組合物及其在405nm3D打印中的應用。

為了實現上述的技術目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于丙烯酸液晶光敏樹脂的組合物，按重量計，其原料如下：

優選地，所述的丙烯酸液晶光敏樹脂的合成路徑參見附圖1，其合成步驟包括：