一种光固化组合物、3D打印光固化组合物及其应用的制作方法

本发明涉及增材制造领域，具体而言，涉及一种光固化组合物、3d打印光固化组合物及其应用。

背景技术：

1、近年来，增材制造受到了行业和研究人员的极大关注和兴趣。由于增材制造为快速成型提供了几乎无限的可能性，因此已在许多研究领域中得到了应用，如机械工程、医学、材料科学和化学。随着工艺的发展和改进，增材制造的应用数量一直在增加。大多数增材制造的光敏树脂材料因质脆，体积收缩率大等问题，极大的影响了光敏树脂材料在3d打印领域的应用，所以增材制造的物体仍被用作概念性原型，而不是功能材料。

2、为了扩大通过增材制造工艺生产的可辐射固化组合物的应用范围，期望具有高韧性和高耐热性的新材料。实现这种性质组合将为许多新应用打开大门，包括高温气体/液体流动原型设计以及最终用途部件的制造。

3、现有技术中存在一些已知的韧化方法，包括使用链转移剂，增韧添加剂，包括多元醇、长侧链或主链官能单体和低聚物。但是在改善韧性的同时，这些已知的方法降低了通过hdt(heat distortion temperature)测量的耐热性。从现有报道可以看出，适合于通过加成法制造工艺进行加工的现有可辐射固化材料要么足够坚韧，要么足够耐热，但不能两者兼而有之。并且组合物中可以改善固化物韧性或hdt的许多添加剂使得现有的液体可辐射固化树脂具有高粘度，即它们具有足够的流动阻力，使得它们不容易在刚形成的固体层上形成光滑平整的液体层，一方面导致加工周期延长，另一方面降低了固化精度。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种光固化组合物、3d打印光固化组合物及其应用，以解决现有技术中的固化材料无法兼具韧性和耐热性能的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光固化组合物，按重量份计，该光固化组合物包括：

3、阳离子聚合的化合物                  3～20份；

4、自由基聚合的化合物                  10～70份；

5、光引发剂                            0.2～20份；

6、阳离子聚合的化合物包括氧杂环丁烷类聚合物，氧杂环丁烷类聚合物由式(i)和式(ii)的化合物聚合而成；

7、

8、其中，n个r1各自独立地表示氢、取代或未取代的c1～c20的烷基，n为1～20的整数；m个r2各自独立地表示h、c1～c20的直链或支链烷基；a表示连接键、c1～c20的直链或支链m价烷基、取代或未取代的c3～c20的m价环状烷基、取代或未取代的c6～c20的m价芳基、取代或未取代的c4～c20的m价杂芳基中的任意一种，且以上基团中的碳原子可选的被羰基、氧原子所代替，以上基团的h可被卤素所代替，m为1～4的整数。

9、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种3d打印光固化组合物，包括光固化组合物，该光固化组合物为上述光固化组合物。

10、根据本发明的另一方面，提供了一种上述3d打印光固化组合物的应用，该3d打印光固化足额合物用于印刷工艺、航空航天、熔模铸造或医疗，优选印刷工艺包括立体平版印刷工艺和/或三维喷墨印刷工艺。

11、应用本发明的技术方案，本申请光固化组合物具有出众的韧性，并且在此基础上维持了较高的耐热性能，且其他力学性能可以达到相对较好的水平。

技术特征：

1.一种光固化组合物，其特征在于，按重量份计，所述光固化组合物包括：

2.根据权利要求1所述的光固化组合物，其特征在于，n个r1各自独立地表示氢、未取代的c1～c20的烷基、卤素取代的c1～c20的烷基，优选所述卤素取代的c1～c20的烷基为氟取代c1～c20的烷基；优选n个所述r1各自独立地表示氢、c1～c4的直链或支链烷基、c1～c15的氟代烷基中的任意一种，

3.根据权利要求1或2所述的光固化组合物，其特征在于，所述式(ii)所示化合物为取代或未取代的c1～c20的一元羧酸、取代或未取代的c2～c20的二元羧酸、取代或未取代的c3～c20的多元羧酸、取代或未取代的c1～c20的一元羧酸酯、取代或未取代的c2～c20的二元羧酸酯或取代或未取代的c3～c20的多元羧酸酯中的任意一种；

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光固化组合物，其特征在于，所述式(i)所示化合物为

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光固化组合物，其特征在于，所述光固化组合物还包括重量份数为27～70份的第二阳离子聚合的化合物，所述第二阳离子聚合的化合物包括：环醚化合物、环状内酯化合物、环状缩醛化合物、环状硫醚化合物、螺环原酸酯化合物、环氧官能化化合物、氧杂环丁烷官能化化合物中的至少一种；

6.根据权利要求1至4中任一项所述的光固化组合物，其特征在于，所述自由基聚合的化合物包括：单官能烯键式不饱和化合物和多官能烯键式不饱和化合物。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的光固化组合物，其特征在于，所述光引发剂包括阳离子型光引发剂和自由基光引发剂；

8.根据权利要求1至4中任一项所述的光固化组合物，其特征在于，所述光固化组合物还包括稳定剂，优选所述光固化组合物还包括增韧剂，优选所述光固化组合物还包括添加剂，更优选所述添加剂包括有机和无机填料、染料、颜料、抗氧化剂、润湿剂、消泡剂、链转移剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、紫外线吸收剂、表面活性剂中的一种或多种。

9.一种3d打印光固化组合物，包括光固化组合物，其特征在于，所述光固化组合物为权利要求1至8中任一项所述的光固化组合物。

10.一种权利要求9所述的3d打印光固化组合物的应用，其特征在于，所述3d打印光固化组合物用于印刷工艺、航空航天、熔模铸造或医疗，优选所述印刷工艺包括立体平版印刷工艺和/或三维喷墨印刷工艺。

技术总结本发明提供了一种光固化组合物、3D打印光固化组合物及其应用。该光固化组合物包括：阳离子聚合的化合物3～20份；自由基聚合的化合物10～70份；光引发剂0.2～20份；阳离子聚合的化合物包括氧杂环丁烷类聚合物，氧杂环丁烷类聚合物由式(I)和式(II)的化合物聚合而成；本申请光固化组合物具有出众的韧性，并且在此基础上维持了较高的耐热性能，且其他力学性能可以达到相对较好的水平。技术研发人员：钱彬,金晓蓓,张学龙,李乐受保护的技术使用者：常州强力电子新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18