[发明专利]一种光固化材料及其应用

说明书

本发明涉及一种光固化材料，包括如下组分：超支化聚碳硅烷60‑98wt％；活性稀释剂0‑35wt％；光引发剂0.1‑8wt％；添加剂0‑10wt％；超支化聚碳硅烷是含不饱和双键的超支化聚碳硅烷，超支化聚碳硅烷的数均分子量介于300‑15000；不饱和双键为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基或烯丙基，超支化聚碳硅烷中不饱和双键的含量为1‑30wt％。本发明还涉及光固化材料用于光固化3D打印的应用以及制备SiC构件的应用。本发明所述的光固化材料黏度较低，便于从3D打印设备的喷头中喷射出来，并且固化速度快，固化时收缩率很小。

技术领域

本发明涉及固化材料领域，具体涉及一种光固化材料及其应用。

背景技术

3D打印由于可快速地制造出任意复杂形状的构件、无需模具、产生极少的废料、操作简单、成型速度快、成型过程无污染、且在非批量化生产中具有明显的成本和效率优势，成为了当前快速成型技术的研究热点。光固化3D打印技术的成型原理是利用液态光固化材料在光辐照下快速发生聚合，光固化材料由液态迅速转变为固态。

光固化3D打印用的光固化材料一般由光敏树脂、活性稀释剂(活性单体)、光引发剂以及添加剂组成。中国发明专利(CN 104559196 A)公开一种无色透明的光固化3D打印材料，属于固化材料技术领域。该打印材料包括含乙烯基团的有机聚硅氧烷、含硅氢键的有机聚硅氧烷、光引发剂、增强填料、助剂。中国发明专利(CN 102516866 A)公开一种紫外光固化材料，包括如下重量百分比的组分：光固化树脂40～60％；光固化稀释剂25～45％；光引发剂2～10％；紫外光存储稳定剂0～0.8％；纳米填料0.5～30％；流平剂0.2～1％。

光敏树脂是光固化材料中最为重要的成分，对最终器件的物理化学性能起到决定性的作用。当前，光固化3D打印使用的基本上是含不饱和双键的高分子光敏树脂，如不饱和聚酯、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂等。但是，不饱和聚酯光固化速率慢，易收缩且耐酸碱性差；环氧丙烯酸树脂柔韧性差；聚酯丙烯酸树脂耐黄变性差；聚氨酯丙烯酸树脂虽然有较佳的综合性能，但其光固化速率较慢且黏度也较高；聚醚丙烯酸树脂的机械强度、硬度和耐化学品性差。此外，在一些特殊领域，需要高精度、高耐热性和高强度的零部件，这些高分子基光敏树脂就不能满足要求。

总体而言，现今适用于光固化3D打印技术的光敏树脂的种类较少，可适用的光敏树脂跟不上市场的发展和需求，所以急需开发新型高性能的可使用光固化3D打印技术成型的光敏树脂。液态超支化聚碳硅烷室温流动性好、在常温下可长期储存、黏度低、毒性小、不挥发、固化时收缩率很小、固化后交联密度大，且具有高硬度、高耐磨性和耐化学品性等优点。但是，截至目前，只有很少的关于超支化聚碳硅烷的紫外光固化的文献，且只是研究其紫外光固化动力学，以及光强、温度等对其转化率和固化速率的影响，而没有报道将超支化聚碳硅烷作为光固化3D打印材料的光敏树脂来使用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型的光固化材料及其在光固化3D打印和制备SiC构件中的应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种光固化材料，包括如下组分：

所述的超支化聚碳硅烷是含不饱和双键的超支化聚碳硅烷，超支化聚碳硅烷的数均分子量介于300-15000；所述的不饱和双键为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基或烯丙基，超支化聚碳硅烷中不饱和双键的含量为1-30wt％。

含不饱和双键的超支化聚碳硅烷是具有高度支化的大分子，由于支化度高，分子链缠结少，因此与相同分子量的线性聚碳硅烷相比，其黏度低得多，方便从3D打印设备的喷头中喷射出来；其次，超支化聚碳硅烷中可交联的活性基团的密度大，固化速度快；同时超支化聚碳硅烷具有高度的分枝结构，固化时收缩率很小。

作为优选，所述的光固化材料包括如下组分：