[发明专利]一种聚脲丙烯酸酯齐聚物及其制备方法和应用方法

说明书

本发明公开了一种聚脲丙烯酸酯齐聚物，所述聚脲丙烯酸酯齐聚物由异氰酸酯封端的聚脲中间产物与受阻胺丙烯酸酯反应制备得到，具体结构如式Ⅰ或式Ⅱ所示：其中R₁为多元胺失去氨基上H后的残留基团，R₂为多元醇失去羟基上H后的残留基团，R₃为二异氰酸酯化合物失去两个NCO后的残留基团。本发明还公开了上述聚脲丙烯酸酯齐聚物的制备方法及其应用方法：将聚脲丙烯酸酯齐聚物与活性稀释剂以及引发剂混合，在相应波长的光源下固化成型；将固化后的样品放置在80～150℃环境中，无水条件下处理1～48小时。该聚脲丙烯酸酯齐聚物的光固化后样品在80～150℃进行后处理后，提高了光固化样品的力学性能，且光固化树脂后处理工艺相对简便，具有较大的应用前景。

技术领域

本发明属于光固化齐聚物领域，特别涉及一种聚脲丙烯酸酯齐聚物及其制备方法和应用方法。

背景技术

近年来，随着3D打印技术的发展，DLP/SLA的应用越来越广泛，其在定制化器件或者复杂构件的加工上具有传统加工工艺无法企及的优势。但由于大部分时候很难同时兼顾打印效率与制品性能，或者是打印工艺也一定程度上制约着材料性能，通常只能在两者之间需要平衡，这限制了此类技进一步的发展及产业化推进。目前，市面上光固化树脂普遍存在力学性能不足的问题。

为了能够将快速打印与高性能树脂相结合，材料的选择及后处理环节十分重要。聚脲是由异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质，通常来说由于脲基团极性大，可以形成更多的氢键，因此聚脲的熔点比相应的聚酰胺要高，韧性也大，一般用于防水、防腐、耐磨和表面装饰四大领域。为了实现材料的快速打印，树脂主要成分往往为双官能度或多官能度的丙烯酸酯类预聚物及活性稀释剂，以期更快的到达凝胶点，但由于交联密度过大，很难获得所需性能的制品，因此，只有在后处理环节中，改变材料分子结构，提高材料的力学性能，才能实现同时兼顾打印效率与材料性能。CN110483730A公开了一种聚氨酯丙烯酸酯齐聚物及其制备方法与应用方法，所提供的聚氨酯丙烯酸酯齐聚物在光固化之后可以通过特定的后处理来改变分子结构、交联密度等网络结构特征，从而调整其热、力学性能。但是该方法需要在一定的湿度条件下处理，后处理相对而言较为反锁，且过程中重新暴露的NCO基团与湿气发生反应会后产生过二氧化碳气泡，影响制品性能。另外，由于水汽渗透具有一定局限性，这也限制了该材料的适用范围。

因此开发一种性能优异且后处理方便(无需水)的光固化树脂十分必要，也具有巨大的市场应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚脲丙烯酸酯齐聚物及其应用方法。

本发明利用光固化后的聚脲丙烯酸酯树脂在后处理过程中受阻脲键断裂重新暴露出的NCO基团与相邻分子链上的脲基反应生成取代脲结构，样品分子结构、交联密度等均发生改变，调节了光固化样品的物理性能。

本发明目的通过如下技术路线实现：

一种聚脲丙烯酸酯齐聚物，所述聚脲丙烯酸酯齐聚物由异氰酸酯封端的聚脲中间产物与受阻胺丙烯酸酯反应制备得到，具体结构如式Ⅰ或式Ⅱ所示

其中R₁为多元胺失去氨基上H后的残留基团，R₂为多元醇失去羟基上H后的残留基团，R₃为二异氰酸酯化合物失去两个NCO后的残留基团。

作为优选，所述多元胺为聚醚胺以及MOCA、3,5-二氨基对氯苯甲酸异丁酯、二乙基甲苯二胺、4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、1,3-丙二醇-双(4-氨基苯甲酸酯)、二乙二醇双(4-氨基苯甲酸酯)等芳香族二胺扩链剂的一种或多种。

作为优选，所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇、聚烯烃多元醇或聚丙烯酸酯多元醇中的一种或多种。