Фотополимеризующаяся композиция

 

Фотополимеризующаяся композиция для изготовления фотополимерных изделий методом стереолитографии без доступа воздуха на основе олигокарбонатдиметакрилата содержит триэтиленгликольдиметакрилат (ТГМ-З), медьорганическое соединение формулы 1, где n = 2, R = -(СН2-СН2-О)3-, ненасыщенный мономер - бутилметакрилат и фотоинициатор - 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон. Достигается увеличение скорости отверждения композиции и уменьшение ее объемной усадки при отверждении, т.е. сокращение цикла изготовления деталей и улучшение их точностных характеристик. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям на основе ненасыщенных полиэфиров, которые могут быть использованы для изготовления деталей методом лазерно-стимулированной полимеризации (стереолитографии) без доступа воздуха.

Известна фотополимеризующаяся композиция для изготовления фотополимерных изделий, включающая олигокарбонатдиметакрилат, структурирующий агент, например триэтиленгликольдиметакрилат (ТГМ-3), ненасыщенный мономер - бутилметакрилат (БМА), фотоинициатор, например 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон [1 Ефремова А.А. Автореферат дис.канд.наук. - Казань, 1996, 18 c.], причем компоненты состава взяты в следующем соотношении, мас.%: Олигокарбонатдиметакрилат - 70 Структурирующий агент, триэтиленгликольдиметакрилат - 10 Ненасыщенный мономер, бутилметакрилат - 18 Фотоинициатор, 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон - 2 Однако известная композиция имеет низкую скорость отверждения вследствие большого содержания ненасыщенного мономера - бутилметакрилата и большую объемную усадку, влияющую на точностные характеристики получаемых деталей.

Задачей изобретения является увеличение скорости отверждения композиции и уменьшение ее объемной усадки при отверждении, т.е. сокращение цикла изготовления деталей и улучшение их точностных характеристик.

Это достигается тем, что дополнительно в качестве структурирующего агента предложено использовать медьорганическое соединение общей формулы (1) с содержанием меди в триэтиленгликольдиметакрилате 0,2 мас.%.

Компоненты композиции взяты в следующем соотношении, мас.%: Олигокарбонатдиметакрилат - 80-86 Триэтиленгликольдиметакрилат - 1-6
Медьорганическое соединение общей формулы (1) - 4-9
Бутилметакрилат - 1-8
2,2 диметокси-2-фенилацетофенон - 2-3
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав фотополимеризующейся композиции отличается от известного введением нового компонента, а именно жидкого медьорганического соединения общей формулы (1). Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Медьорганическое соединение общей формулы (1) является новым, не описанным в литературе. Его получали по реакции координации, использовав тонкодисперсный порошок меди (фракция 1-5 мкм в количестве 50% от общего состава порошка) в количестве 1 мас.% и триэтиленгликольдиметакрилат в количестве 99 мас.%. После получения устойчивого темно-синего окрашивания жидкости (растворение проводили в темноте при периодическом помешивании), ее отделяли от осадка декантированием. При исследовании жидкости с помощью спектрофотометрии получено, что она содержит 0,2 мас.% меди в пересчете на общее количество триэтиленгликольдиметакрилата. На фиг. 1 представлен рентгеноэлектронный спектр O1s (в диапазоне энергии 530-536 эВ) медьорганического соединения общей формулы (1). Первый максимум (ECBO1s = 531 эВ) соответствует 10% атомов кислорода, связанных с атомами меди. Поскольку содержание меди в пересчете на общее количество триэтиленгликольдиметакрилата составляет 0,2% с помощью РФЭ-спектроскопии установлено, что в соединении общей формулы (1) на один моль-атом меди приходится два моль триэтиленгликольдиметакрилата, т.е. оно имеет формулу

По ИК-спектру (фиг. 2) медьорганического соединения общей формулы (1) в области 1800-1200 см-1 разделение пика двойной связи при 1636 см-1 и появление пика при 1600 см-1 свидетельствует о взаимодействии образующихся ионов меди с - электронами двойной связи, что, по-видимому, обусловливает повышение ее реакционной способности.

Характеристики полученного медьорганического соединения формулы (1):
- плотность 20 = 1,082 г/см3;
- динамическая вязкость 20 = 0,012 Пас;
- молярный коэффициент экстинции (при = 325 нм) = 398,8 л/мольсм.

Пример 1. Смешивают 80 мас.% олигокарбонатдиметакрилата, 1 мас.% триэтиленгликольдиметакрилата, 9 мас.% медьорганического соединения общей формулы (1), 8 мас.% бутилметакрилата, 2 мас.% 2,2 диметокси- 2-фенилацетофенона. Композицию помещают в ячейку приставки МНПВО ИК-спектрометра "Specord M-80" и облучают через фильтр УФС-2 ( = 300-400 нм - область рабочих длин волн промышленных УФ-лазеров) ультрафиолетовой лампой КД - 33Л на расстоянии 10 см. Через определенное время проводят съемку ИК-спектров композици. Расчет скорости отверждения проводят по соотношению оптических плотностей при 1636 см-1 (деформационные колебания двойной связи) и 1450 см-1 (деформационные колебания группы -C-CH3). Полученные образцы используют для определения объемной усадки. Характеристики композиции и полученных изделий этого и последующих примеров приведены в таблице.

Пример 2 Смешивают 83 мас.% олигокарбонатдиметакрилата, 3,5 мас.% триэтиленгликольдиметакрилата, 6,5 мас. % медьорганического соединения общей формулы (1), 4,5 мас.% бутилметакрилата и 2,5 мас.% 2,2-диметокси-2-фенилацетофенона. Фотополимеризацию композиции проводят аналогично примеру 1.

Пример 3 Смешивают 86 мас.% олигокарбонатдиметакрилата, 6 мас.% триэтиленгликольдиметакрилата, 4 мас.% медьорганического соединения общей формулы (1), 1 мас. % бутилметакрилата и 3 мас.% 2,2-диметокси-2-фенилацетофенона. Фотополимеризацию композиции проводят аналогично примеру 1.

Увеличение содержания в композиции медьорганического соединения общей формулы (1) выше максимального значения приводит к оптической непрозрачности композиции и, следовательно, к существенному уменьшению скорости лазерной фотополимеризации. Уменьшение содержания в композиции медьорганического соединения общей формулы (1) ниже минимального значения приводит к уменьшению скорости фотополимеризации.

Таким образом, характеристики фотополимеризующихся композиций, приведенные в таблице, показывают, что скорость фотополимеризации без доступа воздуха предложенной композиции увеличивается в 3,5 - 6 раз по сравнению с прототипом, что позволяет сократить цикл изготовления изделия, а относительная объемная усадка уменьшается на 6-15%, следовательно, улучшаются точностные характеристики получаемых изделий.

Источники информации.

1. Ефремова А. А. Разработка олигоэфиракрилатных композиций лазерного отверждения для стереолитографии. Автореферат дис. канд. наук / КГТУ, Казань, 1996, 18 с. (прототип).

Фотополимеризующаяся композиция для изготовления фотополимерных изделий методом стереолитографии без доступа воздуха на основе олигокарбонатдиметакрилата, структурирующего агента - триэтиленгликольдиметакрилата (ТГМ-3), ненасыщенного мономера - бутилметакрилата и фотоинициатора-2,2-диметокси-2-фенилацетофенона, отличающаяся тем, что дополнительно в качестве структурирующего агента содержит медьорганическое соединение общей формулы I

где n = 2,
R = -(CH2 - CH2 - O)3--,
с содержанием меди в триэтиленгликольдиметакрилате 0,2 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олигокарбонатдиметакрилат - 80 - 86
Триэтиленгликольдиметакрилат - 1 - 6
Медьорганическое соединение общей формулы I - 4 - 9
Бутилметакрилат - 1 - 8
2,2-диметокси-2-фенилацетофенон - 2 - 3

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фотографии, в частности к фотополимеризующейся композиции, которая используется для получения защитных рельефных изображений при производстве печатных плат в радио- и электротехнической промышленности

Изобретение относится к фотоинициаторам ряда фенилглиоксиловой кислоты, используемым в полимеризующихся композициях, подлежащих отверждению

Изобретение относится к области органических светочувствительных регистрирующих сред и может быть использовано для создания архивной трехмерной топографической оптической памяти со сверхвысокой информационной емкостью

Изобретение относится к новым соединениям - солям ( -кетосульфонил)сульфония, а именно гексафторфосфату 2-(2-тозил-2-метилпропионил)-9-оксо-10-(4-гептилоксифенил)-9Н-тиоксантения - формулы I: который может использоваться как инициатор фотополимеризации непредельных соединений, в частности в процессах формирования рисунков микросхем в фотолитографии и других фотопроцессах и материалах: литографических, голографических, фотоадгезионных

Изобретение относится к новым фотоинициаторам, способам их получения, а также композициям, отверждаемым излучением, и применению этих композиций при изготовлении покрытий

Изобретение относится к жидким фотополимеризующимся композициям для использования в технологиях быстрого изготовления моделей-прототипов методом лазерной стереолитографии

Изобретение относится к концентрированной водной дисперсии полимера, средний размер частиц которой составляет менее 1000 нм

Изобретение относится к проявляемым в печатной машине негативным печатным формам, которые можно экспонировать УФ-, видимым или ИК-излучением

Изобретение относится к области органических светочувствительных регистрирующих сред и может быть использовано для создания архивной трехмерной топографической оптической памяти со сверхвысокой информационной емкостью

Изобретение относится к полимеризационноспособным пленкам для записи голограмм

Изобретение относится к светочувствительной полимерной композиции, используемой предпочтительно во флексографической печатной пластине
Изобретение относится к химии и технологии фотополимеризующихся композиций, а именно окрашенных композиций, предназначенных для печати по текстильным материалам с последующей фиксацией УФ-излучением

Изобретения относятся к жидкой композиции для получения фотополимеризационноспособной пленки для записи голограмм, способу получения такой жидкой композиции и способу получения фотополимеризационноспособной пленки. Предлагаемая фотополимеризационноспособная пленка формирует изображение за счет модуляции показателя преломления при экспозиции активирующим облучением с длиной волны 325-550 нм. Композиция содержит от 30 до 69.45 вес.% жидкого акрилового мономера, имеющего по крайней мере одну кислотную группу СООН и относящегося к карбоновым кислотам, от 30 до 69,45 вес.% олигомеров моно- и диакрилатов, от 0,5 до 25 вес.% наночастиц оксидов цинка, или кремния, или титана или сульфидов металлов ZnS или CdS, покрытых или не покрытых органическими оболочками и имеющих размер от 2 до 30 нм, от 0,05 до 5 вес.% инициатора фотополимеризации. Технический результат - повышение величины модуляции показателя преломления, повышение дифракционной эффективности до 60% и увеличение толщины до 30 мкм получаемой фотополимеризационноспособной пленки, что обеспечивается благодаря использованию в композиции высокорефрактивных наночастиц, фотостимулированная диффузия которых создает модуляцию показателя преломления. 3 н.п. ф-лы, 3 табл., 8 пр.

Группа изобретений относится к органическим светочувствительным регистрирующим средам, а именно к композициям для получения фотополимеризационноспособных пленок для записи голограмм и способам их получения. Жидкая композиция фотополимеризационноспособной пленки для записи голограмм с наночастицами золота, сохраняющими свойства локализованных плазмонов золота, которая формирует изображение за счет модуляции показателя преломления при экспозиции активирующим облучением с длиной волны 325 нм, включает в себя жидкий акриловый мономер с одной акриловой группой, бифункциональный акрилат с двумя метакриловыми группами, фотоинициатор полимеризации с активирующим облучением света с длиной волны 325 нм, отличается тем, что в композицию включены акриловый мономер с одной акриловой группой, содержащий в боковой цепи предельную углеводородную цепочку - изодецилакрилат в количестве 62,64 вес.%, бифункциональный акрилат с двумя метакриловыми группами содержащий уретановые группы в количестве - 26,90 вес.%, наночастицы SiO2, имеющие размеры 7 нм, в количестве 9,86 вес.%, функционализированные додекантиолом наночастицы золота, имеющие размер 5 нм - 0,15 вес.%, а также 0,45 вес.% инициатора фотополимеризации, в качестве которого используют 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон. Технический результат - группа изобретений решает задачу повышения величины модуляции показателя преломления, что позволяет использовать материал в виде тонкой пленки, происходит повышение дифракционной эффективности для пропускающих голограмм до 70%. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

 

Наверх