[发明专利]一种3D打印用光固化组合物及光固化件

说明书

本申请涉及一种3D打印用光固化组合物及光固化件，光固化组合物，包括含磷丙烯酸酯低聚物或含磷丙烯酸酯单体、活性稀释剂、酰基氧化膦类光引发剂、热交联剂、含有反应性羟端基的氧化膦衍生物及无卤膨胀型阻燃剂；其中，所述热交联剂为封闭型异氰酸酯，封闭型异氰酸酯加热后能够生成可与羟基反应的反应型异氰酸酯；所述活性稀释剂为带有丙烯酸酯基团的单体、带有乙烯基的单体、带有马来酰亚胺基团的化合物中的一种或几种；所述光固化件由以下方法制备而成：将光固化组合物经立体光固化成型后得到固化物，之后对固化物进行清洗、UV光固化处理和热固化处理；本发明制备的光固化件阻燃效果好，力学性能优异。

技术领域

本申请属于光固化树脂技术领域，尤其是涉及一种3D打印用光固化组合物及光固化件。

背景技术

光固化成型是指用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面，这样层层叠加构成一个三维实体。近几年，得益于立体光固化快速成型在制造业中的大量应用，市场对光固化树脂的数量和质量也随之增加，而对于电器、汽车、航空等有阻燃要求的行业，则需要光固化树脂具有足够的阻燃性能。

目前，市场上光固化阻燃材料的品类繁多，阻燃材料中常用的卤系阻燃剂在分解过程中会产生有毒、遮蔽性气体，因此无卤阻燃成为了现在的主流，但是针对3D打印行业应用的无卤阻燃性光固化树脂材料几乎没有，只有极少数欧美企业涉足。对于无卤阻燃型光固化组合物一般是采用磷化合物阻燃剂，磷化合物阻燃剂分为反应型和添加型两种，其中：添加型阻燃剂成本低，阻燃效果好，但添加型阻燃剂在加工过程中的迁移会降低制件的阻燃性能，影响制件表观质量，且目前的无卤阻燃性光固化树脂材料还表现出光固化件力学性能差(表现在脆性大、拉伸强度低、耐冲击性差)、尺寸不稳定等不足，一直制约着阻燃光固化3D打印市场的发展，因此研发出一款适用于3D打印的阻燃效果好且力学性能优异的无卤阻燃性光固化树脂，满足国内企业的需求，显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有3D打印用无卤阻燃性光固化树脂的阻燃效果差、力学性能差的技术问题，从而提供一种3D打印用光固化组合物及光固化件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种3D打印用光固化组合物，包括含磷丙烯酸酯低聚物或含磷丙烯酸酯单体、活性稀释剂、酰基氧化膦类光引发剂、热交联剂、含有反应性羟端基的氧化膦衍生物及无卤膨胀型阻燃剂；其中，所述热交联剂为封闭型异氰酸酯，封闭型异氰酸酯加热后能够生成可与羟基反应的反应型异氰酸酯；所述活性稀释剂为带有丙烯酸酯基团的单体、带有乙烯基的单体、带有马来酰亚胺基团的化合物中的一种或几种。

优选地，所述3D打印用光固化组合物包括如下重量份的组分：10-70份含磷丙烯酸酯低聚物或含磷丙烯酸酯单体、10-50份活性稀释剂、1-10份酰基氧化膦类光引发剂、1-20份热交联剂、1-20份含有反应性羟端基的氧化膦衍生物、1-20份无卤膨胀型阻燃剂。

优选地，所述含磷丙烯酸酯单体为含羟基的丙烯酸酯功能单体与磷酸反应而得，所述含磷丙烯酸酯低聚物由一种及以上含磷丙烯酸酯单体聚合而成，所述含磷丙烯酸酯低聚物的聚合度优选为10-50，旋转粘度优选为500-8000mPa.s。

优选地，所述活性稀释剂为2-(1,2-环己烷-1,2-二羟基酰亚胺)乙基丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、甲基丙烯酸环已酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、四氢呋喃甲基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、十二烷基甲基丙烯酸酯中的至少一种。

优选地，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-萘二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲基二甲苯二异氰酸酯、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷中的至少一种。