[发明专利]一种酰亚胺末端的预聚物及其制备方法、可固化树脂组合物、其用途和双重固化方法

说明书

提供了一种酰亚胺末端的预聚物及其制备方法、可固化树脂组合物、其用途和双重固化方法。公开了一种封端的且酰亚胺封端的预聚物与至少一种可光聚合的烯键式单体、至少一种光引发剂和二胺，或者以及颜料混合，形成可固化树脂组合物，在第一步中，在有效聚合所述至少一种烯键式单体的条件下辐照。经辐照的组合物接着在有效引起所述预聚物和所述二胺之间的转酰亚胺化反应的条件下进行热处理，并提供固态聚合物。所述的预聚物及其形成的组合物在用于3D打印中时，能够使得3D打印制品具有优异的机械性能。

技术领域

本发明总体上涉及三维(3D)物体的制造，并且更具体地，涉及使用酰亚胺末端的预聚物通过“双重固化”获得3D制品的技术。

背景技术

三维(3D)打印通常涉及通过增材制造(AM)工艺生产3D物品。增材制造最初是在1980年代初期被开发的，其利用紫外(UV)可固化的液态树脂形成热固性聚合物。以逐层的方式构建固体结构，每一层对应于该结构的一个横截切面，并通过液态树脂的沉积和光固化而形成。几年后开发了立体光刻增材(SLA)制造工艺，其中将要形成的物体的横截面图案创建为数字数据，然后根据该图案形成物品。自此3D打印领域出现了许多发展，并对基本的增材制造工艺进行了许多改进和改良。例如，速度和精度得到极大的提升，从而能够以极高的精度制造极小或复杂的结构。

当前，在从血管和器官的“生物打印”到集成电路制造的许多使用领域中，已大规模商业水平实施AM。可以通过SLA“快速原型制造”快速而廉价地制造原型，具有节时和低成本的商业优势；而且3D打印材料和设备的成本已经下降到个人和小型企业以及大型组织都可以使用该技术的程度。

然而，不仅仅为了实现快速原型制造，也为了更能直接满足终端产品的机械性能需求，3D打印技术仍然需要进一步改进。

而材料是3D打印技术开创全新终端制造市场的关键。

发明内容

因此，本发明涉及解决本领域前述需求的聚合物、含有该聚合物的组合物及三维物体。

在一种实施方式中，本发明提供了一种封端的且酰亚胺末端的预聚物(end-capped,imide-terminated prepolymer)，该预聚物具有式(I)的结构：

式(I)

其中：

L包含未取代的、取代的、含杂原子的、或取代的且含杂原子的低聚亚烃基部分(oligomeric hydrocarbylenemoiety)；

Ar是芳基；

R¹和R³可以相同或不同，并且是二价连接基团；

q和r均为1；以及

R²和R⁴是能够在转酰亚胺化反应中被除去的酰亚胺封端基团。

根据一种优选的具体实施方式，在式(I)中，Ar为单环芳基；更优选Ar中不含杂原子。

优选情况下，Ar是苯基，使得所述预聚物具有式(II)所示的结构，

式(II)

在另一个相关方面，所述预聚物具有在约500至约5000范围内的数均分子量。

在另一种实施方式中，本发明提供了一种合成封端的且酰亚胺末端的预聚物的方法，该方法包括：

(a)在有效产生邻芳基二甲酸酐末端的低聚物作为反应产物的条件下，将至少一种式(A1)的结构的邻芳基二甲酸酐与至少一种式(XVI)的结构的胺末端的低聚物以至少2∶1的摩尔比接触，得到邻芳基二甲酸酐末端的低聚物；以及