[发明专利]用于3D打印的感光聚合物组合物

说明书

本发明提供了一种可用于3D打印的感光聚合物组合物，其具有低粘度、合适的固化速度、低体积收缩和低灰分含量的特性。该组合物可用于3D打印中产品的直接熔模铸造和快速成型。

技术领域

本发明涉及用于三维(3D)打印的感光聚合物组合物。

背景技术

传统的减材制造方法采用铣削或片的切割手段制成一个设计形状，相应地，3D打印则是一种增材制造方法。在3D打印过程中，将材料不断加入到连续层中，直到所需形状的产品成型。

3D打印中，使用多种不同材料层叠“打印”出数百或数千层，绝大部分材料为常用的塑料聚合物或金属。采用的打印技术通常由所使用的材料决定。例如，液态感光聚合物用于喷射式的3D打印机，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料用于熔融沉积成型(FDM)打印机，金属材料用于激光烧结过程。

这些3D打印技术中，光聚合技术、如立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)，具有FDM无法比拟的优势，如更高的分辨率、更好的机械强度和更光滑的表面。

鉴于对SLA/DLP技术的需求，需要具有更好性能的聚合物组合物。

发明内容

一个实施例为用于3D打印的感光聚合物组合物(photopolymer composition)，该组合物包含以下成分：至少一种环氧单体(epoxy monomer)；至少一种多官能团(甲基)丙烯酸酯单体(polyfunctional(meth)acrylate monomer)；至少一个空间填充单体(space-filling monomer)；至少一种光引发剂(photo-initiator)；至少一种阳离子引发剂(cationic initiator)；至少一种共引发剂(co-initiator)；和至少一种光稳定剂(lightstabilizer)。

在另一个实施例中，环氧单体可选自一组成分，包括3,4-环氧环己烷羧酸酯(3,4-epoxycyclohexanecarboxylate)、双酚A二缩水甘油醚(bisphenol A diglycidyl ether)、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(trimethylolpropane triglycidyl ether)和季戊四醇缩水甘油醚(pentaerythritol glycidyl ether)。

在另一个实施例中，多官能团(甲基)丙烯酸酯单体可在紫外光/可见光条件下可固化，该单体可选自以下一组成分，包括乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethylene glycoldimethacrylate)、二甘醇二甲基丙烯酸酯(diethylene glycol dimethacrylate)、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(1,6-hexanediol dimethacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethyolpropane trimethacrylate)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethyolpropanetriacrylate)、乙氧基三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(ethoxylated trimethyol propanetrimethacrylate)、乙氧基季戊四醇基四甲基丙烯酸酯(ethyoxylated pentaerythritoltetramethacrylate)、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylatedtrimethylolpropane triacrylate)、季戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritoltetraacrylate)。