[发明专利]一种应用于紫外光固化3D打印的聚酰亚胺光敏树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种应用于紫外光固化3D打印的聚酰亚胺光敏树脂及其制备方法，以重量份数计，聚酰亚胺光敏树脂的制备原料包括：带有活性基团的聚酰亚胺树脂40‑60份；有机活性剂20‑50份；以及光引发剂2‑5份；本发明制备工艺简单，制备过程中产生的废液较少；制得的聚酰亚胺光敏树脂可以用于常规的商业级SLA或DLP打印机，打印后的产品的后处理简单，无需高温亚胺化，尺寸稳定、强度高、耐热性好，制备过程具有环境友好的特点。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种应用于紫外光固化3D打印的聚酰亚胺光敏树脂及其制备方法。

背景技术

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。光固化成型(SLA或DLP)，是3D打印技术的一种成型方式，主要材料为光敏树脂，其原理是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的，这种液态光敏树脂在一定波长(x＝325nm)和强度(w＝30mw)的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应,分子量急剧增大,材料也就从液态转变成固态。

目前，用于商业化的SLA或DLP打印的光敏树脂主要有丙烯酸酯、环氧树脂和聚氨酯基树脂。丙烯酸酯和环氧树脂紫外光固化速度快、精度高，但机械性能差、脆性大；聚氨酯丙烯酸酯韧性好、收缩率小，但价格较贵，耐热性也不好。

聚酰亚胺(Polyimide，简写PI)指主链上含有酰亚胺环(-CO-NR-CO-)的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。其耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，部分无明显熔点，高绝缘性能，103赫兹下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘。PI作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识。然而，刚性分子链在赋予优异的综合性能的同时也带来了难溶、难熔的问题，因此。很难有复杂结构的三维PI制件。

近年来，将聚酰亚胺用于3D打印研究方向日渐兴起，现有技术(CN105837760A、CN108748976A)公开了光固化聚酰亚胺墨水及其直写式成型方法的专利，专利中是利用直写式的方式打印，自制设备类似于FDM的打印；还有报道(J.Mater.Chem,2017,5,16307-16314)介绍了光固化聚酰亚胺树脂的制备及其DLP打印，打印出的样品需要高温后处理，制备工艺比较复杂。因此，提供一种性能较高、制备工艺简单、对打印设备要求不高的聚酰亚胺光敏树脂以成为研究焦点。

发明内容

基于此，有必要提供一种应用于紫外光固化3D打印聚酰亚胺光敏树脂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供一种技术方案：

一种应用于紫外光固化3D打印聚酰亚胺光敏树脂，以重量份数计，所述聚酰亚胺光敏树脂的制备原料包括：

带有活性基团的聚酰亚胺树脂 40-60份；

有机活性剂 20-50份；以及

光引发剂 2-5份；

所述有机活性剂包括甲基丙烯酸甲酯和1-乙烯基-2-吡咯烷酮。

优选地，以重量份数计，所述带有活性基团的聚酰亚胺树脂的制备原料包括：

优选地，所述阻聚剂包括对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚和5-二叔丁基对苯二酚中的至少一种。

优选地，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺中的至少一种。

本发明还提供一种如上任意一项所述应用于紫外光固化3D打印的聚酰亚胺光敏树脂的制备方法，包括步骤：