[發明專利]一種紫外光固化3D打印用光敏樹脂的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201310498194.8
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN104570603B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 林潤雄;李志乾;馬鳳國;魏燕彥
• 申請（專利權）人: 青島中科新材料有限公司
• 主分類號: G03F7/027
• 分類號: G03F7/027;G03F7/004
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種紫外光固化3D打印用光敏樹脂的制備方法及應用。主要包括以下質量配比的原料組分：活性組分包括：低聚物A、低聚物B和丙烯酸酯單體50%：15%：35%的混合物，70?90%（以占活性組分總質量百分比計，下同），活性稀釋劑10?30%；助劑包括：陽離子型引發劑1?10%，自由基型引發劑1?6%，促進劑1?8%，流平劑0.1?1.5%，消泡劑0.1?1.5%。將原料組分按所述質量配比混合，然后加熱，攪拌至透明淡黃色液體，即制得光敏樹脂。經過紫外光固化3D打印成型后，制件積收縮率：≤1.0%，翹曲因子CF(6)=±0.2%，CF(11)=±0.8%范圍內。成型制件精度高，可應用于航空關鍵零部件制造。

技術領域

本技術涉及到一種紫外光固化3D打印用光敏樹脂的制備方法與應用。

背景技術

光固化3D打印（Three Dimensional Printing,3DP），即快速成型技術的一種。作為新一代3D打印，使用液態光敏樹脂成形制件,用紫外光進行固化的一種技術。具有操作簡單、成形速度快、成形過程無污染、成形件的精度高,可在辦公室環境使用等優點。因此,應用前景十分看好。

光固化3D打印使用的全部是高分子光敏樹脂。一類高分子光敏樹脂是丙烯酸酯基光敏樹脂，屬于自由基型光敏樹脂，其優點是固化速度快、價格低廉，但固化收縮嚴重，制件翹曲嚴重,難于滿足較高精度成形要求；另一類高分子光敏樹脂是以環氧樹脂為主,丙烯酸酯為輔，采用自由基-陽離子聚合反應，一般叫做混雜型光敏樹脂，這一類光敏樹脂比自由基型光敏樹脂，黏度低,固化收縮有所改善，為人們制備高精度成形光敏樹脂，指明了方向，剩下的問題就是如何實現組成的合理選擇。

在國內，華中科技大學劉海濤在光固化3D打印高分子材料方面，有比較多的研究，其開發的自由基型光敏樹脂、自由基-陽離子型光敏樹脂，在改善成形材料精度等方面，有一定提高，但固化后體積收縮仍較高。華中科技大學劉海濤、莫建華、黃兵發表在《高分子材料科學與工程》（2009，25（7）：148-151）“一種光固化3DP實體材料樹脂”論文，樹脂主要成分為脂環族環氧和氧雜環丁烷單體為主要原料，采用陽離子聚合，形成的制件體積收縮率達4.08%，不能滿足一些如航空領域關鍵零部件的高精度要求。廣州機械科學研究院劉海濤，鐘漢榮和薛紀東申報的專利“一種立體光刻快速成形光敏樹脂及其制備方法和應用”，

申請專利號為CN200910040526.1。此光敏樹脂質量配比為：環氧樹脂30-80%，丙烯酸酯10-35%，自由基分引發劑1.0-5.0%，陽離子引發劑1.0-8.0%，稀釋劑5-40%。此光敏樹脂經光固化后制件翹曲因子CF(6)= ±1%范圍內，CF(11)= ±3%范圍內。南昌大學黃筆武，陳義旺，諶偉慶，劉世民申報的專利“一種紫外激光固化快速成型光敏樹脂及制備方法”，申請號為201110177676.4。制備的光敏樹脂質量配比為：環氧樹脂5-80%，氧雜環丁烷化合物0-65%，陽離子型引發劑1-12%，自由基型引發劑0-10%，含羥基有機化合物1-40%，含碳-碳雙鍵的不飽和齊聚體0-55%，低分子量縮水甘油醚或環氧稀釋劑0-20%，經紫外光固化后，制件的翹曲因子CF(6)= ±0.01，CF(11)= ±0.03范圍內。以上研究制備的光敏樹脂，經紫外光固化后，形成的制件在一些高精度要求上，如航空領域關鍵零部件上，仍達不到精度要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種紫外光固化后體積收縮率更低的3D打印光敏樹脂。采用本發明制備的光敏樹脂可打印出高精度、任意形狀的物體。

本發明采用的技術方案是：

一種光固化3D打印混雜體系光敏樹脂，包括如下質量配比的原料組份：

活性組分：

低聚物A、低聚物B和丙烯酸酯類按質量百分比50：15：35的混合物

占活性組分總質量的70-90%