Фотополимерная композиция для изготовления термостойких объектов методом лазерной стереолитографии

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям для использования в технологиях получения изделий методом лазерной стереолитографии. Композиция включает поли(N-аллил(2,2'-м-фенилен)-5,5'-дибензимидазолоксид), N,N'-диметилакриламид, акриламидный компонент, выбранный из 4,4'-дифенилфталиддиакриламида, 4,4'-оксидифенилдиакриламида, диакриламид[ди(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида, диакриламид[пента(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида, и фотоинициатор 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанон-1. Предложенная композиция обладает достаточной фоточувствительностью для изготовления трехмерных изделий с термостойкостью 380-440°С произвольной формы в условиях лазерной 3D-стереолитографии с использованием экономичных и малогабаритных лазеров с λ=405 нм. 4 пр.

 

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям (ФПК) на основе поли(N-аллил (2,2'-м-фенилен)-5,5'-дибензимидазолоксида) и различных акриламидных компонентов, способных под действием лазерного импульсного излучения образовывать трехмерные структуры заданной архитектуры с повышенной термо- и теплостойкостью, которые могут быть использованы в различных отраслях промышленности.

Наиболее пригодными ФПК для лазерной стереолитографии традиционно являются составы на основе акриловых и метакриловых кислот, описанные, например, в патентах США 6468711, РФ 2127444, РФ 2515991, РФ 2477290. Однако общим недостатком таких ФПК является низкие значения термо- и теплостойкости получаемых изделий на их основе.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание ФПК, которая при действии лазерного излучения с длинной волны 405 нм, образует трехмерные изделия с температурой эксплуатации до 380-440°С. Такой результат достигается за счет использования ФПК на основе поли(N-аллил(2,2'-м-фенилен)-5,5'-дибензимидазолоксида) следующего вида

с добавлением различных акриламидных производных в качестве дополнительных сшивающих компонентов, активного растворителя - диметилакриламида и фотоинициатора - 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанона-1.

В качестве дополнительных сшивающих компонентов используются:

диакриламид [ди(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида

диакриламид [пента(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида

4,4'-дифенилфталиддиакриламид

4,4'-оксидифенилдиакриламид

Фотоотверждение композиций осуществляли с использованием твердотельного лазерного модуля с диодной накачкой MDL-III-405 (CNIlaser) со следующими характеристиками: длина волны 405 нм, мощность излучения от 1 до 100 мВт, диаметр пучка на выходной апертуре ~2,5 мм, расходимость пучка (полный угол) 0,5 мрад. Подвод лазерного излучения производили снизу, перпендикулярно поверхности фотокомпозиции. Фокусировку лазерного излучения осуществляли при помощи F-theta объектива (фокусное расстояние 160 мм), а для перемещения лазерного излучения использовали однозеркальный гальваносканер LScanH-10 (Атеко) с основными параметрами: диапазон сканирования ±6°; максимальная скорость сканирования - до 480°/с; поле обработки (в текущем эксперименте) 30×30 мм.

Полученные таким образом материалы заданной геометрической формы согласно данным синхронного термического анализа (ТГ-ДТА/ДСК STA 449 C14/G Jupiter (Netzsch), на воздухе при скорости нагревания 5°/мин) не плавятся вплоть до начала деструкции, которая начинается при 380-440°С, что свидетельствует об их высокой термостойкости.

Предлагаемый способ подтверждается следующими нижеприведенными примерами.

Пример 1. В 58 мас.ч. (5 г) N,N'-диметилакриламида добавляли 20 мас.ч. (1,724 г) поли(N-аллил (2,2'-м-фенилен)-5,5'-дибензимидазолоксида), 20 мас.ч. (1,724 г) 4,4'-дифенилфталиддиакриламида и смешивали с 2 мас.ч. (0,1724 г) инициатора фотополимеризации 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанона-1. и интенсивно перемешивали до полной гомогенизации. Полученную композицию подвергали лазерной стереолитографии с λ=405 нм. В результате получали изделие, которое после тщательного промывания и сушки начинало деструктировать на воздухе при 410°С.

Пример 2. В 58 мас.ч. (5 г) N,N'-диметилакриламида добавляли 20 мас.ч. (1,724 г) поли(N-аллил (2,2'-м-фенилен)-5,5'-дибензимидазолоксида), 20 мас.ч. (1,724 г) 4,4'-оксидифенилдиакриламида) и смешивали с 2 мас.ч. (0,1724 г) инициатора фотополимеризации 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанона-1 и интенсивно перемешивали до полной гомогенизации. Полученную композицию подвергали лазерной стереолитографии с λ=405 нм. В результате получали изделие, которое после тщательного промывания и сушки начинало деструктировать на воздухе при 380°С.

Пример 3. В 58 мас.ч. (5 г) N,N'-диметилакриламида добавляли 20 мас.ч. (1,724 г) поли(N-аллил (2,2'-м-фенилен)-5,5'-дибензимидазолоксида), 20 мас.ч. диакриламида [ди(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида (1,724 г) и смешивали с 2 мас.ч. (0,1724 г) инициатора фотополимеризации 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанона-1 и интенсивно перемешивали до полной гомогенизации. Полученную композицию подвергали лазерной стереолитографии с λ=405 нм. В результате получали изделие, которое после тщательного промывания и сушки начинало деструктировать на воздухе при 420°С.

Пример 4. В 58 мас.ч. (5 г) N,N'-диметилакриламида добавляли 20 мас.ч. (1,724 г) поли(N-аллил (2,2'-м-фенилен)-5,5'-дибензимидазолоксида), 20 мас.ч. (1,724 г) диакриламида [пента(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида и смешивали с 2 мас.ч. (0,1724 г) инициатора фотополимеризации 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанона-1 и интенсивно перемешивали до полной гомогенизации. Полученную композицию подвергали лазерной стереолитографии с λ=405 нм. В результате получали изделие, которое после тщательного промывания и сушки начинало деструктировать на воздухе при 440°С.

Как видно из приведенных примеров, фотополимерная композиция выгодно отличается тем, что проста в получении, не требует эксикатора и вакуума для удаления пузырьков. В процессе фотополимеризации отсутствует выделение побочных продуктов. Полученные структуры после сшивки по кратным связям в трехмерный полимер обладают термостойкостью до 440°С.

Вышеперечисленный комплекс практически полезных свойств, полученных ФПК определяет положительный эффект изобретения. Полученные ФПК могут быть использованы в стериолитографии для получения термо- и теплостойких изделий заданной архитектуры.

Фотополимеризующаяся композиция для изготовления термостойких материалов лазерной стериолитографией с использованием излучения λ=405 нм следующего состава, мас.%:

поли(N-аллил(2,2'-м-фенилен)-5,5'-дибензимидазолоксид) 20
акриламидный компонент, в качестве которого могут выступать
4,4'-дифенилфталиддиакриламид; 4,4'-оксидифенилдиакриламид;
диакриламид[ди(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксид;
диакриламид[пента(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксид 20
N,N'-диметилакриламид 58
2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанон-1 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к соединениям формул 1 или 2: или Технический результат: получены новые соединения, полезные в качестве фотоинициаторов. 2 н.

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

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

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

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

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

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

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.

Группа изобретений относится к органическим светочувствительным регистрирующим средам, а именно к композициям для получения фотополимеризационноспособных пленок для записи голограмм и способам их получения.

Изобретение относится к области светочувствительных регистрирующих сред, а именно к голографическим фотополимерным материалам, пригодным для регистрации объемных пропускающих и отражательных голограмм.

Изобретения относятся к жидкой композиции для получения фотополимеризационноспособной пленки для записи голограмм, способу получения такой жидкой композиции и способу получения фотополимеризационноспособной пленки.

Настоящее изобретение относится к полиуретановому составу для получения голографических сред, включающему: (A) полиизоцианатную компоненту, содержащую по крайней мере один полиуретановый форполимер с концевой изоцианатной группой с функциональностью по изоцианатным группам от 1,9 до 5,0, у которого изоцианатная группа связана с первичным алифатическим остатком и который основан на соединениях с гидроксильными функциональными группами с функциональностью по гидроксильным группам от 1,6 до 2,05, (Б) реагирующие с изоцианатами простые полиэфирные полиолы, (B) уретановые акрилаты и/или уретановые метакрилаты с по меньшей мере одной ароматической структурной единицей и с коэффициентом преломления более 1,50 при 405 нм, которые свободны от изоцианатных групп и гидроксильных групп, (Г) радикальные стабилизаторы, (Д) фотоинициаторы на основе сочетаний боратных солей и одного или нескольких красителей с полосами поглощения, которые по крайней мере частично покрывают область спектра от 400 до 800 нм, (Е) в случае необходимости катализаторы и (Ж) в случае необходимости вспомогательные вещества и добавки.

Настоящее изобретение относится к фотополимерной композиции для изготовления голографических сред, включающей трехмерно-сшитые органические полимеры A) или их предшественники в качестве матрицы, а также соединения B), содержащие группы, которые при действии актиничного излучения реагируют с ненасыщенными соединениями с этиленовыми фрагментами с образованием полимеров (радиационно-отверждаемые группы), и которые растворены в этой матрице или находятся в ней в распределенном состоянии, а также компонент C), представляющий собой, по меньшей мере, один фотоинициатор, при этом плотность полимерной сшивки органического полимера, выраженная через среднюю молекулярную массу MC двух сегментов, соединенных полимерными мостиками, составляет величину от 2685 г/моль до 55000 г/моль.

Настоящее изобретение относится к полиуретановой композиции для изготовления голографических сред, включающей компонент записывающего мономера a), содержащий в качестве записывающих мономеров, в пересчете на всю композицию, по меньшей мере, 10% масс.

Изобретение относится к чувствительным к излучению негативным композициям и печатающим элементам на их основе. .

Изобретение относится к чувствительным к инфракрасному (ИК) излучению чернилам, находящим применение для отслеживания и установления подлинности различных объектов.

Изобретение относится к полимеризационноспособным пленкам для записи голограмм. .

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

Изобретения касаются фотополимерной композиции, включающей полимеры матрицы, записывающие мономеры и фотоинициаторы, и применения этой фотополимерной композиции для изготовления голографических сред.

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям для использования в технологиях получения изделий методом лазерной стереолитографии. Композиция включает поли-5,5-дибензимидазолоксид), N,N-диметилакриламид, акриламидный компонент, выбранный из 4,4-дифенилфталиддиакриламида, 4,4-оксидифенилдиакриламида, диакриламид[ди]-фенил-4-фенилоксида, диакриламид[пента]-фенил-4-фенилоксида, и фотоинициатор 2-бензил-2-диметиламино-1--бутанон-1. Предложенная композиция обладает достаточной фоточувствительностью для изготовления трехмерных изделий с термостойкостью 380-440°С произвольной формы в условиях лазерной 3D-стереолитографии с использованием экономичных и малогабаритных лазеров с λ405 нм. 4 пр.

Наверх