[发明专利]一种3D打印用光固化聚酰亚胺墨水的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及一种3D打印用光固化聚酰亚胺墨水的制备方法，该方法包括以下步骤：⑴3,5‑二氨基苯甲酸中先后加入N‑甲基‑2‑吡咯烷酮、4,4'‑（4,4'‑异丙基二苯氧基）二酞酸酐、4,4'二氨基联苯醚，经亚胺化反应后即得共聚聚酰亚胺；⑵制备甲基丙烯酸酯接枝的聚酰亚胺：共聚聚酰亚胺产物中加N‑甲基‑2‑吡咯烷酮得溶液A；N‑甲基‑2‑吡咯烷酮中加甲基丙烯酸‑β‑羟乙酯、N,N'‑二环己基碳酰亚胺和4‑二甲胺基吡啶，得溶液B；溶液A与B经Steglich酯化反应后即得；⑶丙烯酸酯接枝的聚酰亚胺溶解到N‑乙烯基‑2‑吡咯烷酮中，依次加入甲基丙烯酸异冰片酯、对苯二酚、Irgacure 2100即得光固化聚酰亚胺墨水。本发明还公开了该墨水的应用。本发明方法简单，所得的墨水具有形状记忆性能且能快速光固化。

主权项

1.一种3D打印用光固化聚酰亚胺墨水的制备方法，包括以下步骤：⑴制备共聚聚酰亚胺：氮气氛围下，在3,5‑二氨基苯甲酸中加入N‑甲基‑2‑吡咯烷酮并搅拌至所述3,5‑二氨基苯甲酸完全溶解；再缓慢加入4,4'‑（4,4'‑异丙基二苯氧基）二酞酸酐，于冰浴中持续搅拌20~30h，得到混合液，该混合液中添加4,4'二氨基联苯醚并持续搅拌20~30 h，得到黑色聚酰胺酸溶液；所述黑色聚酰胺酸溶液加热至240~290℃并搅拌2~5 h进行亚胺化反应，得到黑色粘稠状共聚聚酰亚胺溶液，该共聚聚酰亚胺溶液经沉淀、清洗、干燥，即得共聚聚酰亚胺产物；所述3,5–二氨基苯甲酸和所述4,4'二氨基联苯醚的总摩尔与所述4,4'‑（4,4'‑异丙基二苯氧基）二酞酸酐的摩尔比为1:1；所述3,5–二氨基苯甲酸与所述4,4'二氨基联苯醚的摩尔量的比值为1:1；⑵制备甲基丙烯酸酯接枝的聚酰亚胺：室温下，所述共聚聚酰亚胺产物中加入N‑甲基‑2‑吡咯烷酮不断搅拌直至完全溶解后，得到溶液A；在N‑甲基‑2‑吡咯烷酮中依次加入甲基丙烯酸‑β‑羟乙酯、N,N'‑二环己基碳酰亚胺和4‑二甲胺基吡啶并搅拌直到固体消失，得到溶液B；然后所述溶液A与所述溶液B混合后室温下静置发生Steglich酯化反应，直到生成沉淀；过滤后得到滤液，该滤液经沉淀、清洗、干燥，即得甲基丙烯酸酯接枝的聚酰亚胺；所述甲基丙烯酸‑β‑羟乙酯、所述N,N'‑二环己基碳酰亚胺和所述4‑二甲胺基吡啶的摩尔比为10:10:1；所述甲基丙烯酸‑β‑羟乙酯与所述3,5–二氨基苯甲酸的摩尔量相等；⑶制备光固化聚酰亚胺墨水：将所述丙烯酸酯接枝的聚酰亚胺溶解到N‑乙烯基‑2‑吡咯烷酮中，然后依次加入交联单体甲基丙烯酸异冰片酯、阻聚剂对苯二酚、光引发剂Irgacure 2100并搅拌10~25min，即得3D打印的形状记忆聚酰亚胺墨水；所述甲基丙烯酸异冰片酯的加入量为所述3D打印的形状记忆聚酰亚胺墨水的0~16wt%，所述N‑乙烯基‑2‑吡咯烷酮的加入量为所述3D打印的形状记忆聚酰亚胺墨水的62~70wt%，所述对苯二酚的加入量为所述3D打印的形状记忆聚酰亚胺墨水的0.1wt%，所述Irgacure 2100加入量为所述3D打印的形状记忆聚酰亚胺墨水的1.9wt%。