[发明专利]双重固化环氧喷墨组合物

说明书

本发明涉及一种具有1.0–4.5mol/kg丙烯酰基的喷墨组合物，其包含：i)含有正好一个丙烯酰基的光聚合反应性化合物(M)，ii)含有至少两个丙烯酰基的光聚合反应性化合物(N)，iii)自由基型光引发剂(R)，iv)含有至少两个环氧基的环氧化合物(D)和v)环氧固化催化剂(C)，其中(M)不同于(D)，且(N)不同于(D)，所含丙烯酰基的25‑50摩尔％由反应性化合物(N)提供，且所含丙烯酰基与化合物(D)的所含环氧基的摩尔比为0.3至1.5。

本发明涉及一种喷墨组合物(inkjet composition)、其用途、打印三维物体的方法和三维物体。

三维(3D)打印(Three dimensional(3D)printing)或增材制造(additivemanufacturing)是通过构建材料的堆积制造3D数字模型的方法。利用物体的计算机辅助设计(CAD)数据通过顺序构建与3D物体的横截面对应的二维(2D)层而创建3D打印物体。这些层彼此叠加打印，条件是各层在相应地打印下一层之前快速固化(例如通过紫外线固化)。

进行所述3D打印的一种方式是喷墨打印：在喷墨打印中，将微小墨滴(具有有限的粘度)直接投射到接收器表面上而没有打印装置与墨水接收器之间的物理接触。打印装置以电子方式存储打印数据并控制依图像喷射墨滴的机制。打印通过打印头移动穿过墨水接收器实现，或反之，或两者兼具。

三维喷墨打印是用于由CAD文件直接生产原型零件(prototype part)、工具加工(tooling)和快速制造三维复杂结构的相对快速和灵活的打印方法。用于复杂结构的三维打印方法的可辐射固化组合物例如描述在WO 2004/096514中。但是，本领域中通常描述了许多可能用于喷墨打印领域的可辐射固化组合物，如在WO 2019/129464、CN 110128773、KR20190109617、WO 2020/109769和US 2009/105363中。

所述3D打印遇到的挑战是机械性质差，如低热挠曲温度、脆性和老化，这意味着随时间经过和/或在温度变化和/或湿度下脆化。另一个挑战是(最初)打印的3D物体(所谓的“生坯(green body)”)的不完全固化。如果3D物体在3D打印过程中完全固化，则层间附着力太弱且打印可能失败。

但是，最终产品内的未固化树脂是不理想的：第一，未固化的液体树脂从打印的3D物体中泄漏(“渗出”)可能对终端用户造成健康问题，因为液体树脂可能含有反应性化学品。第二，打印的3D物体没有达到最佳机械性能，因为未固化的液体树脂可能软化该物体。第三，未固化的树脂可能在需要高化学惰性的物体的一些工业应用中带来问题。为了完全固化打印的“生坯”物体(以避免上述缺点)，3D“生坯”的相应后固化是必需的。

因此，适当的喷墨打印墨水必须同时兼具(满足)以下条件：具有足够的低粘度(能够经由喷墨喷嘴打印小液滴)、提供高粘度稳定性(例如不应该在打印前在打印装置中聚合)、足够可预固化(各打印墨层必须在打印下一层之前预固化)并且可有效后固化(在后续步骤中可完全固化以便为3D物体提供所需品质特性)。

因此，本发明的一个目的是提供满足上述要求的高品质喷墨打印墨水。

对这一目的的解决方案是一种具有1.0–4.5mol/kg丙烯酰基的喷墨组合物，其包含：

i)含有正好一个丙烯酰基的光聚合反应性化合物(M)，

ii)含有至少两个丙烯酰基的光聚合反应性化合物(N)，

iii)自由基型光引发剂(R)，

iv)含有至少两个环氧基的环氧化合物(D)和

v)环氧固化催化剂(C)，其中

(M)不同于(D)，条件是含有正好一个丙烯酰基并另外含有至少两个环氧基的环氧化合物应该归入(D)