用于加成法制造的包含三芳基锍硼酸鹽陽離子光引發(fā)劑的液體可輻射固化樹脂制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種用于加成法制造的液體可輻射固化樹脂，其包含R-取代的芳族硫醚三芳基锍四(五氟苯基)硼酸鹽陽離子光引發(fā)劑。所述用于加成法制造的液體可輻射固化樹脂的使用方法以及由所述用于加成法制造的液體可輻射固化樹脂制成的三維制品。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于加成法制造工藝的液體可輻射固化樹脂。
技術介紹
用于制造三維制品的加成法制造工藝是本領域已知的。加成法制造利用物體的計算機輔助設計(CAD)數(shù)據(jù)逐層構建三維制件。這些三維制件可以由液體樹脂、粉末或其他材料制成。加成法制造工藝的非限制性實例為立體平版印刷(SL)。立體平版印刷是一種用于快速制造模型、原型、圖案和某些應用中的生產(chǎn)件的公知方法。SL使用物體的CAD數(shù)據(jù)，其 中將該數(shù)據(jù)轉變?yōu)槿S物體的薄的橫截面。這些數(shù)據(jù)加載在計算機中，計算機控制穿過容納在桶中的液體可輻射固化樹脂組合物來掃描橫截面圖案的激光束，固化成與橫截面相對應的樹脂的薄層。用樹脂再涂布固化層，激光束掃描另一個橫截面，從而使在前一層的頂部的另一個樹脂層硬化。逐層地重復該過程直到完成三維物體。最初形成時，該三維物體通常未完全固化，因而可能要進行后固化(如果需要的話)。美國專利4，575，330中描述了SL法的實例。立體平版印刷中使用了幾種類型的激光，波長范圍為193nm-355nm。使用龐大且昂貴的氣體激光器來固化液體可輻射固化樹脂是眾所周知的。立體平版印刷系統(tǒng)中激光能量的傳遞可以是連續(xù)波(CW)或調Q脈沖。CW激光器提供連續(xù)的激光能量，并且能用于高速掃描過程。然而，其輸出功率有限，在物體形成的過程中降低了固化量。結果，所完成的物體需要額外的后固化過程。此外，在照射點產(chǎn)生過多的熱量，這可能對樹脂不利。此外，激光器的使用需要在樹脂上逐點掃描，這可能很費時。加成法制造的其他方法使用燈或發(fā)光二極管(LED)。LED是利用電致發(fā)光現(xiàn)象產(chǎn)生光的半導體器件。LED由摻雜有雜質而形成p-n結的半導體材料組成，當施加電壓時空穴與負電子結合而能夠發(fā)光。發(fā)射光的波長由半導體源區(qū)中使用的材料決定。LED的半導體中使用的典型材料包括例如，元素周期表第13(111)族和第15(V)族的元素。這些半導體被稱為 III-V 半導體，包括例如 GaAs、GaP、GaAsP、AlGaAs、InGaAsP,AlGaInP 和 InGaN 半導體。LED中使用的半導體的其他實例包括第14族(IV-IV半導體)和第12-16族(II-VI)的化合物。材料的選擇基于多種因素，包括所需要的發(fā)射波長、性能參數(shù)和成本。早期的LED使用砷化鎵(GaAs)發(fā)射紅外(IR)輻射和低強度紅光。材料科學的進步導致LED的發(fā)展，現(xiàn)在其能夠發(fā)射具有更強強度和更短波長的光，包括其他顏色的可見光和UV光。可以生產(chǎn)發(fā)射例如從低約IOOnm至高約900nm的整個寬波長波譜范圍內的光的各種LED。目前，已知的LED UV光源發(fā)射波長介于約300至約475nm之間的光，其中365nm、390nm和395nm是常見的光譜輸出峰。參見E. Fred Schubert的教科書“Light-EmittingDiodes”,第二版， E. Fred Schubert 2006,由劍橋大學出版社出版。若干制造商提供用于商業(yè)固化應用的LED燈。例如，Phoseon Technology,Summit UV Honle UV America,Inc. , 1ST Metz GmbH,Jenton International Ltd. ,LumiosSolutions Ltd. , Solid UV Inc. , Seoul Optodevice Co. , Ltd,Spectronics Corporation,Luminus Devices Inc.和Clearstone Technologies是當前提供用于固化噴墨打印組合物、PVC地板涂料組合物、金屬涂料組合物、塑料涂料組合物和粘結劑組合物的LED燈的一些制造商。LED固化設備用在牙科應用中。這種設備的實例是來自3M ESPE的Elipar FreeLight 2LED固化燈。該設備發(fā)射在可見光區(qū)域中的光，其中峰輻射在460nm處。LED設備也正被測試用于噴墨打印，例如ISTMetz。盡管可得到LED燈，但適用于加成法制造且可通過使用LED燈固化的可光固化組合物在商業(yè)上不是眾所周知的。例如，美國專利No. 7，211，368據(jù)稱公開了一種液態(tài)立體平版印刷樹脂，其包含第一聚氨酯丙烯酸酯低聚物、第一丙烯酸酯單體、聚合改性劑、不同于第一聚氨酯丙烯酸酯低聚物的第二聚氨酯丙烯酸酯低聚物、穩(wěn)定劑。第一聚氨酯丙烯酸酯低聚物是脂肪族聚酯聚氨酯二丙烯酸酯低聚物，第一丙烯酸酯單體是乙氧基化的(3)羥甲基丙烷丙烯酸酯，聚合改性劑選自由下列組成的組丙烯酸異冰片基酯、乙氧基化的(5)季戊四醇四丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯及其混合物。該樹脂包含5-35重量％的脂族聚酯聚氨酯二丙烯酸酯低聚物和O. 5-25重量％的乙氧基化的(3)羥甲基丙烷丙烯酸酯，其中該樹脂包含15-45重量％的氧基化的(5)季戊四醇四丙烯酸酯。然而，’ 368專利指明激光器用于固化樹脂。此外’ 368專利沒有公開使用生成酸的光引發(fā)劑(例如陽離子光引發(fā)劑)。最近，人們開始關注LED在加成法制造工藝中的用途。美國專利No. 6，927，018和美國專利申請公開No. 2005/0227186聲稱其提供了一種使用可光活化構建材料來制造制品的方法、所制造的制品及所用系統(tǒng)。根據(jù)’ 018專利和’ 186公開的方法包括下列步驟將可光活化構建材料的層涂覆到預選表面；用多個發(fā)光中心掃描所述層，以根據(jù)預定的光引發(fā)過程，光活化所述可光活化構建材料的層，從而導致構建材料的聚合。掃描是通過在預定距離上使用預定的光強度并重復涂覆層的步驟來完成的。將各層涂覆到緊挨著的前一層，用多個發(fā)光中心掃描所述層，以使構建材料聚合，直到完成制品。盡管’ 018專利和’ 186公開提到用UV LED和激光二極管作為適合的發(fā)光中心，但是它們沒有公開有關適于LED固化的光激活結構材料的詳細信息。美國專利No. 7，270，528聲稱其公開了一種用于實體自由成形制造的快速固化系統(tǒng)，其產(chǎn)生形成平面閃光的多個輻射發(fā)射脈沖。平面閃光引發(fā)通過實體自由成形制造機分配的可固化材料的固化。盡管’ 528專利在說明書中提到UV發(fā)光二極管(LED)燈，例舉了使用閃光燈來固化樹脂的實施例。但’ 528專利中所述的樹脂組合物包含可陽離子固化的單體或陽離子引發(fā)劑。美國專利申請公開No. 2008/0231731或2008/0169589或歐洲專利申請公開No. EP1950032聲稱公開了一種固態(tài)成像裝置，其包括含有構建材料源的可替換盒以及可擴展和可伸縮的柔韌的運輸膜，所述運輸膜用于將構建材料逐層地從盒運輸?shù)綀D像平面中的構建物的表面。如果需要，該裝置可以產(chǎn)生完全反應的構建物。據(jù)說用高強度UV源來固化層間的構建物。上述申請表明，用于固化構建材料的固態(tài)成像輻射可以是“導致可光固化液體反應產(chǎn)生固體的任何光化輻射，是可見光或UV源或其他源”。國際專利申請公開No. WO 2008/118263涉及一種基于代表三維物體的構建數(shù)據(jù)來構建三維物體的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括以高沉積速率以連續(xù)層沉積可輻射固化材料的擠出頭。各連續(xù)層中的可輻射固化材料被冷卻到自支撐的狀態(tài)。據(jù)說該系統(tǒng)包括能根據(jù)構建數(shù)據(jù)以高分辨率選擇性將連續(xù)層的部分暴露在輻射的輻射源。其本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：約翰·埃德蒙德·索特維爾，徐濟庚，任康太，肯尼思·達克，山姆·伊斯特，
申請(專利權)人：帝斯曼知識產(chǎn)權資產(chǎn)管理有限公司，
類型：
國別省市：