[发明专利]一种用于3D打印的紫外辐射交联聚合物材料及其制备方法和制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于3D打印的材料及其制备方法和制品，具体涉及一种用于3D打印的紫外辐射交联聚合物材料及其制备方法和制品。

背景技术

3D打印是一种新兴的快速成型技术，以计算机三维设计模型为蓝本，利用激光烧结，加热熔融等方式将金属、陶瓷粉末或聚合物等材料，通过计算机数字软件程序控制，逐层堆积粘结成型，从而制造出实体产品。3D打印简单来说，可以看作是2D打印技术在空间上的叠加。使用固体粉末或聚合物熔体等材料作为打印“油墨”，通过计算机建模设计，精确控制产品的精度和尺寸。这种打印技术相比于传统的成型技术，不需要复杂的模具和工艺，设备小巧，程序由计算机控制，操作简便，因而受到的关注越来越多，逐渐在生物、医学、建筑、航空等领域开拓了广阔的应用空间，尤其适合小批量，个性化，结构复杂的中空部件。

尽管3D打印技术有着诱人的发展前景，然而，目前也存在巨大的挑战，其中最大的难题是材料的物理与化学性能制约了实现技术。例如，在成形材料上，目前主要是有机高分子材料，金属材料直接成形是近十多年的研究热点，正在逐渐向工业应用，而所有方法都面临的难点是如何提高精度、材质性能和效率。

目前，熔融层积成型技术是最为常用的3D打印技术，通常使用尼龙，ABS等热塑性树脂，在高温下熔融后，进行打印，逐层沉积固化，形成最终产品。

然而这类热塑性树脂通常为线性结构聚合物，打印出的产品耐热性和刚性均较差，限制了其应用范围，因此，如何将3D打印技术应用于更多的聚合物，同时提高打印产品的机械性能是一个非常巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于3D打印的紫外辐射交联聚合物组合物。

本发明的另一个目的在于提供一种用于3D打印的紫外辐射交联聚合物材料，其由上述组合物制得。

本发明的第三个目的在于提供一种上述的用于3D打印的紫外辐射交联聚合物材料的制备方法。

本发明的第四个目的在于提供一种制品，其由上述的用于3D打印的紫外辐射交联聚合物材料通过3D打印制得。

本发明的第五个目的在于提供一种上述制品的制备方法。

本发明的第六个目的在于提供一种上述用于3D打印的紫外辐射交联聚合物组合物或材料的用途，其用于3D打印。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于3D打印的紫外辐射交联聚合物组合物，其包括以下主要组分：

不饱和树脂    100重量份，

紫外交联剂   0.5-5重量份，

所述不饱和树脂选自分子量为3000-50万的单官能团或多官能团烯属不饱和聚合物，熔点(或软化流动温度)介于100-350℃之间；

所述紫外交联剂为含有两个或两个以上的末端巯基的C3以上化合物。

根据本发明，所述单官能团或多官能团烯属不饱和聚合物优选选自聚烯烃(如PE、PP、PVC、PS、PB等)、聚炔烃(如聚乙炔、聚丙炔等)、不饱和聚酰胺、不饱和聚碳酸酯、不饱和聚酯、ABS树脂以及多不饱和烯烃(如丁二烯、异戊二烯等)与其它烯属单体双组份或多组分共聚物(如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)和丁苯透明抗冲树脂(K树脂))中的一种或多种。

根据本发明，所述紫外交联剂包括但不限定于季戊四醇四巯基乙酸酯，4',4-二巯基二苯硫醚，2,5-二巯基噻二唑，三聚硫氰酸或它们的同系物和衍生物，以及多种上述化合物的任意比例组合。

根据本发明，所述组合物还包含用于增强打印效果但不影响其主要功能的助剂，具体包括：

根据本发明，优选的，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1096、主抗氧剂1098与亚磷酸酯类抗氧剂互配物和抗氧剂168中的一种或多种。其中，抗氧剂1010是指：四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；抗氧剂1096是指：IRGANOX B-1096；主抗氧剂1098是指：(N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)；抗氧剂168是指：三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。