[发明专利]基于双马来酰亚胺/丙烯酸液晶光敏树脂的组合物及其在405nm 3D打印中的应用

说明书

本发明公开了基于双马来酰亚胺/丙烯酸液晶光敏树脂的组合物及其在405nm 3D打印中的应用。按重量计，将10~50份双马来酰亚胺基光敏树脂、10~50份丙烯酸液晶光敏树脂、10~50份丙烯酸类树脂、0~25份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯类树脂、0~25份烷氧化丙烯酸酯、0~25份稀释剂、0.1~10份光引发剂、0~5份消泡剂、0~5份流平剂和0~5份抗氧化剂混合制得可用于405nm 3D打印的组合物。本发明提供的丙基于双马来酰亚胺/丙烯酸液晶光敏树脂的组合物可打印性好，具有打印复杂结构的能力；同时保留了双马来酰亚胺光敏树脂和丙烯酸液晶光敏树脂组合物的特性，所打印出的制品耐热性优异，机械性能良好，可广泛应用于精细电子器件、航空航天等领域。

技术领域

本发明涉及光敏树脂加工及其应用领域，尤其是基于双马来酰亚胺/丙烯酸液晶光敏树脂的组合物及其在405nm 3D打印中的应用。

背景技术

近年来，3D打印技术正处于高速发展阶段，吸引着越来越多的研究工作者。与传统的制造方法相比，3D打印无需使用模具，可以有效降低工业产品的生产周期和成本。随着3D打印技术的发展，其在航空航天技术、医学工程、建筑业和电子制造等领域都得到了更多的应用。在各种类型的3D打印技术中，立体光刻(SLA)因固化时间短、打印精度高和节能环保等诸多优点脱颖而出。此外，打印的制品在硬度、耐化学性和耐磨性方面具有优异的性能。

随着3D打印技术的迅速发展，人们对光固化3D打印制品质量的要求也越来越高。光敏树脂作为SLA技术的成型耗材，直接影响着该技术的应用前景。光敏树脂主要由4部分组成：低聚物(齐聚物)为基础，添加活性稀释剂、光引发剂和其它助剂组合而成。常用的光敏树脂有聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸酯树脂。这些树脂可以制备复杂的制品，例如珠宝、手术支架、模具。但是，这些3D打印制品大多数不能直接用于某些特殊领域的设备部件，例如航空航天和汽车领域。因为这些树脂在耐热性、机械性能等方面均存在明显的缺陷。如环氧树脂固化物耐热性和抗冲击性较差；丙烯酸酯树脂耐水性、耐高温性较差，固化收缩大。这就极大地限制了SLA技术的进一步发展。因此，开发用于光固化3D打印的新型高性能光敏材料对于学术和工业领域都具有重要意义。

双马来酰亚胺(BMI)树脂是一种新型热固性聚合物，具有良好的介电性能、高湿度条件下的抗疲劳性、高玻璃化转变温度、优异的热稳定性等，被广泛用于复合材料的基底材料，在航空航天和电子等领域均有广泛的应用。双马来酰亚胺优异的性能一直吸引着国内外学者的研究，但将其应用于3D打印当中还是存在一定的难度。

液晶材料因其独特的分子形状和化学结构，在光学、电气和机械性能等多方面表现优异。丙烯酸酯液晶树脂在引发剂引发或热引发的条件下都可通过热固化获得固化树脂。但因引发体系和温度的限制，热固性丙烯酸酯液晶树脂一般采用光聚合。采用光聚合时聚合温度可在液相温度范围之内任意选择，并且取向、聚合两个过程可以完全独立，即液晶树脂可以充分取向之后再进行聚合。但该法比较适用于制备薄膜，不适用于厚度较大的制件。

立体光固化成型技术(SLA)可以通过激光逐层固化液晶树脂，迅速得到任意形状的三维结构制件。这一技术很好的克服了光固化对于制件厚度和形状的限制。若能将双马来酰亚胺优异的性能和液晶树脂的液晶的特性保留下来应用到3D打印中，那么制品的机械性能、热稳定性必然得到一定程度的提高。因此，开发出一种新型的基于双马来酰亚胺和丙烯酸液晶光敏树脂组合物，其在3D打印中的应用将极具潜力。

因而基于该思路，开发基于双马来酰亚胺/丙烯酸液晶树脂的405nm光固化3D打印用光敏树脂组合物，既扩宽了双马来酰亚胺基光敏树脂和丙烯酸液晶树脂的应用，解决了其成型性差的缺点；又得到一种高性能的新型光敏树脂组合物，有利于405nm光固化3D打印技术的普及和推广。

发明内容

针对现有技术的情况和不足，本发明的目的在于提供一种热稳定性、机械性能优异的基于双马来酰亚胺/丙烯酸液晶光敏树脂组合物及其在405nm 3D打印中的应用。

为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：