[发明专利]制作柔性版的自由基光固化材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及辐射固化技术领域，具体而言，涉及一种基于3D打印技术制作柔性版的自由基光固化材料及其制备方法和应用。

背景技术

柔性版印刷是在聚酯或其他高分子材料上制作出凸出的所需图像镜像的印版，油墨转到印版上，印版表面在旋转过程中与承印物接触，从而转印图文的一种印刷方式。与其他几种印刷方式相比，柔性版印刷具有独特的灵活性、经济性，并对环境保护有利，符合食品包装印刷品卫生要求，且能与印后加工工序联机完印刷涂胶、模切烫印等多种加工，降低成本，提高生产效率。

传统柔性版工艺使用菲林片成像，采用感光树脂，其制版工艺包括：原稿→电子分色或照相→正阴图→被曝光→主曝光→显影冲洗→干燥→后处理→后曝光→贴版，该操作工序长，影响因素多。与数字化制版工艺相比，传统的柔版制版工艺在许多方面存在着缺陷。

例如，现有的柔性版制版技术大多数为减法制版，通过化学腐蚀、激光雕刻、曝光显影等工艺进行制版，在生产过程中会有大量废液排出，对环境造成严重污染。3D打印技术，也称为增材制造技术，是近段时间以来兴起的一种三维打印成型技术，属于制造技术的一种，由于其是逐层制造，对结构较为复杂的工件制造具有很大的优势，而且3D打印技术是一种加法制造技术，对资源和能源的浪费较少。

通过3D打印技术生产柔性版，会减少化学试剂的排放，因此通过3D打印技术生产柔性版势在必行，然而目前尚未见有符合3D打印技术并用于柔性版制作的光固化材料的相关报道；因此，提供一种基于3D打印技术制作柔性版的自由基光固化材料是人们亟需解决的一个技术问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种制作柔性版的自由基光固化材料，所述的自由基光固化材料其粘度为20-30cP(25℃)、表面张力为20-23mN/m(25℃)、固化速度50-80m/min(光源线功率为200W/cm)、柔韧性为1-4mm以及体积收缩率为5％左右，可以满足用于3D打印制作柔性版的材料需求。

本发明的第二目的在于提供一种所述的制作柔性版的自由基光固化材料的制备方法，该方法在制备的过程中仅需要电磁搅拌器和超声分散设备等，工艺简单，操作方便。

本发明的第三目的在于提供上述的自由基光固化材料的用途。

该自由基光固化材料是由自由基预聚物、活性单体、自由基光引发剂以及助剂等按配方混合而成，符合喷墨印刷的要求，可利用3D打印技术制备柔性版，克服了现有柔性版制版制作技术中存在的环境污染严重、资源浪费以及生产工艺复杂等缺陷。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种制作柔性版的自由基光固化材料，按照重量份数计，其原料组份包括：

自由基预聚物30～50份、自由基活性单体40～60份、自由基光引发剂3～5份、助剂3～5份。

本发明提供的这种自由基光固化材料是由自由基预聚物、自由基活性单体、自由基光引发剂和助剂(分散剂和流平剂)配伍而成。经过检测，该自由基光固化材料的粘度为20-30cP(25℃)，表面张力为20-23mN/m(25℃)，固化速度为50-80m/min(光源线功率为200W/cm)，柔韧性为3mm，体积收缩率为5％左右。是一种固化效率较高，非常符合3D打印制作柔性版需求的材料；将其应用到3D打印中并制备柔性版后，克服了现有技术中常见的柔性版制备存在的环境污染严重、资源浪费以及生产工艺复杂等缺陷。

可选的，所述自由基预聚物包括超支化聚酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、低粘度单丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯预聚物或脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物中的一种或多种的一种或多种。

上述所举出的几种预聚物其具有较好的感光性，且具有较好的反应活性，其可以活性单体继续反应，具有良好的光固化反应性能。

可选的，所述自由基活性单体包括乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯或新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。

上述所举的几种活性单体，其不仅赋予了材料良好的粘度以及流变性，同时还与特定的预聚物以及光引发剂共同决定了体系的固化速度，使之满足3D打印需求。

可选的，所述自由基光引发剂包括1-羟基环己基苯乙酮、硫代苯基-对氧氮环丙酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、异丙基硫杂蒽酮或丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或多种。

上述所举的几种自由基光引发剂吸收一定波长的光后，会产生大量的自由基从而引发活性单体聚合交联，并进行固化。