[發(fā)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(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310498194.8
• 申請(qǐng)日: 2013-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN104570603B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林潤(rùn)雄;李志乾;馬鳳國(guó);魏燕彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島中科新材料有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/027
• 分類號(hào): G03F7/027;G03F7/004
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一種紫外光固化3D打印用光敏樹脂的制備方法及應(yīng)用。主要包括以下質(zhì)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(zhì)量百分比計(jì)，下同），活性稀釋劑10?30%；助劑包括：陽(yáng)離子型引發(fā)劑1?10%，自由基型引發(fā)劑1?6%，促進(jìn)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(zhì)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(jīng)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(nèi)。成型制件精度高，可應(yīng)用于航空關(guān)鍵零部件制造。

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)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(yīng)用。

背景技術(shù)

光固化3D打印（Three Dimensional Printing,3DP），即快速成型技術(shù)的一種。作為新一代3D打印，使用液態(tài)光敏樹脂成形制件,用紫外光進(jìn)行固化的一種技術(shù)。具有操作簡(jiǎn)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(huán)境使用等優(yōu)點(diǎn)。因此,應(yīng)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(yōu)點(diǎn)是固化速度快、價(jià)格低廉，但固化收縮嚴(yán)重，制件翹曲嚴(yán)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(huán)氧樹脂為主,丙烯酸酯為輔，采用自由基-陽(yáng)離子聚合反應(yīng)，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(shí)現(xiàn)組成的合理選擇。

在國(guó)內(nèi)，華中科技大學(xué)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(fā)的自由基型光敏樹脂、自由基-陽(yáng)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(xué)劉海濤、莫建華、黃兵發(fā)表在《高分子材料科學(xué)與工程》（2009，25（7）：148-151）“一種光固化3DP實(shí)體材料樹脂”論文，樹脂主要成分為脂環(huán)族環(huán)氧和氧雜環(huán)丁烷單體為主要原料，采用陽(yáng)離子聚合，形成的制件體積收縮率達(dá)4.08%，不能滿足一些如航空領(lǐng)域關(guān)鍵零部件的高精度要求。廣州機(jī)械科學(xué)研究院劉海濤，鐘漢榮和薛紀(jì)東申報(bào)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(yīng)用”，

申請(qǐng)專利號(hào)為CN200910040526.1。此光敏樹脂質(zhì)量配比為：環(huán)氧樹脂30-80%，丙烯酸酯10-35%，自由基分引發(fā)劑1.0-5.0%，陽(yáng)離子引發(fā)劑1.0-8.0%，稀釋劑5-40%。此光敏樹脂經(jīng)光固化后制件翹曲因子CF(6)= ±1%范圍內(nèi)，CF(11)= ±3%范圍內(nèi)。南昌大學(xué)黃筆武，陳義旺，諶偉慶，劉世民申報(bào)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(qǐng)?zhí)枮?01110177676.4。制備的光敏樹脂質(zhì)量配比為：環(huán)氧樹脂5-80%，氧雜環(huán)丁烷化合物0-65%，陽(yáng)離子型引發(fā)劑1-12%，自由基型引發(fā)劑0-10%，含羥基有機(jī)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(huán)氧稀釋劑0-20%，經(jīng)紫外光固化后，制件的翹曲因子CF(6)= ±0.01，CF(11)= ±0.03范圍內(nèi)。以上研究制備的光敏樹脂，經(jīng)紫外光固化后，形成的制件在一些高精度要求上，如航空領(lǐng)域關(guān)鍵零部件上，仍達(dá)不到精度要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(fā)明制備的光敏樹脂可打印出高精度、任意形狀的物體。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種光固化3D打印混雜體系光敏樹脂，包括如下質(zhì)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(zhì)量百分比50：15：35的混合物

占活性組分總質(zhì)量的70-90%