[发明专利]用于三维打印的光固化性组合物

说明书

一种三维打印光固化性组合物包括按所述组合物的总重量计，20重量％至70重量％的丙烯酸氨基甲酸酯组分、20重量％至60重量％的多官能性环氧组分、1重量％至15重量％的单体组分和1重量％至8重量％的光引发剂组分。所述丙烯酸氨基甲酸酯组分包括丙烯酸酯与异氰酸酯封端的预聚物的封端反应产物且所述异氰酸酯封端的预聚物为聚异氰酸酯与至少一种具有至少3000g/mol的分子量的多元醇的反应产物。所述多官能性环氧组分包括一种或多种多官能性环氧化物。所述单体组分包括多官能性丙烯酸酯单体和多官能性乙烯基醚单体中的至少一个。

技术领域

实施例涉及用于三维打印应用(也称为增材制造(additive manufacturing))的基于丙烯酸氨基甲酸酯/环氧树脂的光固化性组合物、使用其组合物的三维打印应用和使用其组合物的三维打印方法。

背景技术

三维(3-D)打印允许通过使用调配用于3-D打印的材料直接从计算机辅助设计产生物体，其已经设计以产生满足特定最终使用要求的物体。举例来说，在寻求柔性部件的情况下，可寻求提供指定范围内的肖氏A硬度(Shore A hardness)、拉伸强度和伸长率％的材料。如美国专利第6,569,373号中所论述，3-D打印允许使用二维层构建物体。举例来说，一种称为立体光刻的方法通过首先将构建平台降低至称为光敏树脂的成膜材料的桶中。接着，所需打印部分的薄截面通过用光化辐射源追踪形状的区域而聚合。此后，后续截面层在先前层的顶部上固化以获得3-D打印物体。

发明内容

实施例可通过提供用于基于柔性材料的物体的三维打印光固化性组合物而实现，其中以组合物的总重量计，组合物包括20重量％至70重量％的丙烯酸氨基甲酸酯组分、20重量％至60重量％的多官能性环氧组分、1重量％至15重量％的单体组分和1重量％至8重量％的光引发剂组分。丙烯酸氨基甲酸酯组分包括丙烯酸酯与异氰酸酯封端的预聚物的封端反应产物且异氰酸酯封端的预聚物为聚异氰酸酯与至少一种具有至少3000g/mol的分子量的多元醇的反应产物。多官能性环氧组分包括一种或多种多官能性环氧化物。单体组分包括多官能性丙烯酸酯单体和多官能性乙烯基醚单体中的至少一个。

附图说明

图1说明与根据实施例的组合物一起使用的例示性三维打印设备。确切地说，图1说明基于立体光刻的三维打印设备的例示性类型。

具体实施方式

实施例涉及用于使用三维打印设备打印三维柔性物体的光固化性组合物。柔性物体意指通过具有等于或小于95且任选地等于或大于40(例如根据ASTM D2240)的可测量肖氏A硬度的材料形成的具有柔性的物体。根据实施例，呈膜形式的柔性材料具有相对高断裂伸长率％(例如至少50％和/或50％至300％)和相对高拉伸强度(例如至少900psi和/或900psi至3500psi)。

存在多种三维打印装置，所述装置可通过处理馈入材料以获得最终打印物体的方法而不同。举例来说，三维打印设备可利用基于立体光刻的打印方法，所述方法包括用三维可打印调配物构建物体和固化所述物体。例示性基于立体光刻的打印方法可利用以下方法中的一个：(i)通过经由喷墨头分配树脂调配物和使用UV光源而构建物体，(ii)在浴槽中且使用激光系统构建物体(例如倒置)，和(iii)使用浴槽和UV光源构建物体(例如沿相反的方向)。举例来说，一种此类基于立体光刻的打印装置通过用激光追踪每一截面而将感光聚合物树脂的连续层固化到衬底平台上。在另一实例中，光敏树脂可使用喷墨头处理，其中截面图案沉积到表面上且在曝光于喷墨头之后的UV灯时固化。

参看图1，例示性基于立体光刻的三维打印设备包括激光1和扫描仪系统2，激光1向扫描仪系统2提供第一激光束3。扫描仪系统2向立体光刻桶5提供第二激光束4。立体光刻桶5包括构建平台6和液体光敏树脂材料7，构建平台6浸没于所述材料中。使用第二激光束4和液体光敏树脂材料7，在构建平台6上形成膜层8(用于形成三维打印物体)。膜层8可分别形成固化树脂层。