Para añadir una clase personalizada al botón de compra del loop de Woocommerce debemos dirigirnos al fichero add-to-cart.php situado en: /wp-content/plugins/woocommerce/templates/loop/add-to-cart.php

echo apply_filters( 'woocommerce_loop_add_to_cart_link',
	sprintf( '%s',
		esc_url( $product->add_to_cart_url() ),
		esc_attr( isset( $quantity ) ? $quantity : 1 ),
		esc_attr( $product->id ),
		esc_attr( $product->get_sku() ),
		esc_attr( isset( $class ) ? $class : 'button' ),
		esc_html( $product->add_to_cart_text() )
	),
$product );

Añadimos las clases que queramos seguidamente de %s

echo apply_filters( 'woocommerce_loop_add_to_cart_link',
	sprintf( '%s',
		esc_url( $product->add_to_cart_url() ),
		esc_attr( isset( $quantity ) ? $quantity : 1 ),
		esc_attr( $product->id ),
		esc_attr( $product->get_sku() ),
		esc_attr( isset( $class ) ? $class : 'button' ),
		esc_html( $product->add_to_cart_text() )
	),
$product );