一种具有可变硬度的制造技术

本发明专利技术公开了一种具有可变硬度的

【技术实现步骤摘要】
一种具有可变硬度的UV固化高分子材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种具有可变硬度的
UV
固化高分子材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]UV
固化技术是一种基于紫外线辐射作用下的化学反应过程，通过对材料表面进行紫外线照射，使其发生交联反应而形成固态材料的一种技术
。
其原理主要是利用紫外线照射使光敏单体发生自由基或离子聚合反应，从而实现固化
。UV
光固化技术在高分子材料制备中广泛应用
。
其主要应用于涂料
、
油墨
、
粘合剂
、
光纤
、UV
光固化胶等领域，因其具有快速固化
、
无挥发性
、
低污染等优点而备受欢迎
。
具体应用如下：
[0003]涂料：涂料领域是紫外光固化技术最为广泛的应用领域
。
在涂装过程中，涂层通过紫外线照射快速固化，大大提高了涂装效率和质量
。
油墨：紫外光固化技术可用于油墨制备，使油墨在印刷后快速干燥，提高印刷效率和质量
。
[0004]粘合剂：紫外光固化技术可用于粘合剂的制备，使粘合剂在紫外线照射下迅速固化，从而达到快速粘合的目的
。
被广泛应用于电子
、
汽车
、
包装等行业
。
[0005]光纤：在光纤生产中，紫外光固化技术可用于固化光纤套管，提高光纤套管的牢固性和稳定性
。
[0006]3D
打印：
3D
打印具有制造周期短
、
易于复杂结构成型
、
节材节能等优势，特别是突破了传统零件在外型设计和加工工艺上的限制，理论上可以生产任何形状的零件
。UV
光固化
3D
打印技术相比其它类型
3D
打印技术，精度更高，打印温度更低，打印时间更短，因此光固化
3D
打印技术近些年发展非常迅速
。
[0007]然而，由于光固化往往追求高固化效率，因此前期的固化程度有限，导致机械性能通常未达到最理想状况，且如果在
UV
光固化阶段反应过于强烈，可能导致发热严重及体积收缩等异常问题，因此，在后固化中提高交联密度是一种有效的提高机械性能的方式
。
而如何更有效地调节后固化强度，则是一个挑战性的问题
。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术不足，基于光固化技术和高分子合成技术，在光敏树脂中添加了一种具有缩聚反应能力的组分，该组分的缩聚反应可以增加交联密度，从而提升固化物的强度
。
而这种缩聚反应，是由水分子引发的，因此可以通过调控水分子的含量，来控制缩聚反应的程度，从而实现对
UV
固化高分子硬度的调节
。
本专利技术制备的高分子材料，可以用于制备
UV
胶
、
涂料
、
油墨
、
光纤以及
3D
打印树脂
。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0010]一种光敏高分子材料原料组合物，包括光敏树脂单体或低聚物
、
光引发剂
、
金属盐以及具有可以与金属离子形成配位键的基团的光敏树脂单体或低聚物，所述金属盐的金属离子选自
Zn
2+
、Cu
+
、Cu
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
、Co
2+
、Co
3+
、Ni
2+
、Mg
2+
、Ca
2+
、Al
3+
、Mn
2+
、Mn
4+
、Li
+
、Na
+
、K
+
和
Cs
+
中的一种或几种，所述可以与金属离子形成配位键的基团选自羧基
、NO3‑
、P2O
74
‑
、SCN
‑
、S2O
32
‑
、SO
42
‑
‑……
中的一种或几种，所述光敏树脂单体或低聚物
。
[0011]所述光敏树脂单体或低聚物的单体，选自丙烯酸甲酯
、
甲基丙烯酸甲酯
、
环氧丙烯酸酯
、
丙烯酸羟乙酯
、
甲基丙烯酸羟乙酯
、
聚氨酯丙烯酸酯
、
聚氨酯甲基丙烯酸酯
、
聚酯丙烯酸酯
、
聚醚丙烯酸酯
、
四氢呋喃丙烯酸酯
、
丙烯酸月桂酯
、
甲基丙烯酸月桂酯
、
丙烯酸异冰片酯
、
丙烯酰吗啉
、
环己基丙烯酸酯
、
环己基甲基丙烯酸酯
、2
‑
苯氧乙基丙烯酸酯
、1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯
、
乙氧基乙基丙烯酸酯和
1,3
‑
丙二醇单丙烯酸酯；优选为丙烯酸甲酯
、
甲基丙烯酸甲酯
、
环氧丙烯酸酯
、
聚氨酯丙烯酸酯
、
聚酯丙烯酸酯
、
聚醚丙烯酸酯
、
甲基丙烯酸月桂酯
、
丙烯酸异冰片酯
、
丙烯酰吗啉中的一种或几种
。
[0012]当所述光敏树脂单体或低聚物为上述具体选择中的两种及以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可
[0013]所述烷氧基单体分子结构如下：
[0014][0015]其中
R1及
R2为不超过3个碳的烷基
。R3及
R4为包括
H
在内的其它基团或者长链结构；
R1及
R2和
R3优选为甲基和乙基
。R4优选为含有丙烯酸酯基的烷氧基
、
含有乙烯基的烷氧基
、
长链硅氧烷基
。
[0016]所述光引发剂为自由基光引发剂和
/
或阳离子光引发剂，自由基光引发剂选自苯偶姻及其衍生物
、
苯偶酰衍生物
、
二烷氧基苯乙酮
、
α
‑
羟烷基苯酮
、
α
‑
胺烷基苯酮
、
酰基膦氧化物
、
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有可变硬度的
UV
固化高分子材料原料组合物，其特征在于，包括如下重量份组分：
2.
根据权利要求1所述的一种具有可变硬度的
UV
固化高分子材料原料组合物，其特征在于，所述光敏树脂单体或低聚物的单体选自丙烯酸甲酯
、
甲基丙烯酸甲酯
、
环氧丙烯酸酯
、
丙烯酸羟乙酯
、
甲基丙烯酸羟乙酯
、
聚氨酯丙烯酸酯
、
聚氨酯甲基丙烯酸酯
、
聚酯丙烯酸酯
、
聚醚丙烯酸酯
、
四氢呋喃丙烯酸酯
、
丙烯酸月桂酯
、
甲基丙烯酸月桂酯
、
丙烯酸异冰片酯
、
丙烯酰吗啉
、
环己基丙烯酸酯
、
环己基甲基丙烯酸酯
、2
‑
苯氧乙基丙烯酸酯
、1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯
、
乙氧基乙基丙烯酸酯和
1,3
‑
丙二醇单丙烯酸酯中的一种或几种
。3.
根据权利要求1所述的一种具有可变硬度的
UV
固化高分子材料原料组合物，其特征在于，所述烷氧基单体分子结构如下：其中
R1及
R2为不超过3个碳的烷基
。R3及
R4为包括
H
在内的其它基团或者长链结构
。4.
根据权利要求1所述的一种具有可变硬度的
UV
固化高分子材料原料组合物，其特征在于，所述光引发剂为自由基光引发剂和
/
或阳离子光引发剂，自由基光引发剂选自苯偶姻及其衍生物
、
苯偶酰衍生物
、
二烷氧基苯乙酮
、
α
‑
羟烷基苯酮
、
α
‑
胺烷基苯酮
、
酰基膦氧化物
、
二苯甲酮及其衍生物
、
硫杂蒽酮类
、
蒽醌类中的一种或几种，所述阳离子光引发剂选自二芳基碘鎓盐
、
三芳基硫鎓盐
、
芳基茂铁盐中的一种或几种
。5.
根据权利要求1所述的光敏高分子材料原料组合物，其特征在于，各组分重量份如下：
6.
根据权利要求1‑4任一项所述的光敏高分子材料原料组合物
。7.
根据权利要求1所述的一种具有可变硬度的
UV
固化高分子材料原料组合物，其特征在于，所述原料组合物还包括其它助剂，选自稀释剂
、
增韧剂
、
增塑剂
、
无机填料
、
抗老化剂
、
染色剂中的一种或几种
。
8.
根据权利要求4所述的光敏高分子材料原料组合物，其特征在于，所述稀释剂选自十二烷基缩水甘油醚
、
乙二醇二缩水甘油醚
、
苄基缩水甘油醚
、
苯基缩水甘油醚和多羟基聚醚中的一种或几种；所述增韧剂选自乙丙橡胶型增韧剂
、
聚丁二烯橡胶型增韧剂
、
丁基橡胶型增韧剂
、...

【专利技术属性】
技术研发人员：何秀冲，唐海雄，蒋勇，
申请(专利权)人：安徽科之蓝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：