[發明專利]一種3D打印用光固化樹脂材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610117735.1
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105754052B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 房大維;高陽;高子劍;鄔放
• 申請（專利權）人: 遼寧拜斯特復合材料有限公司
• 主分類號: C08F291/10
• 分類號: C08F291/10;C08F291/06;C08F222/20;B33Y70/00
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司21207
• 代理人: 金春華

技術領域

本發明屬于光固化樹脂材料領域，尤其涉及一種應用于3D打印機的光固化樹脂材料及其制備方法。

背景技術

光固化樹脂性能優越，該材料類似于傳統的工程塑料(包括ABS和PBT等)。它能被理想的應用在汽車、醫療器械，日用電子產品的樣件制作，還被應用到水流量分析，室溫硫化硅橡膠模型、可存放的概念模型、風管測試、快速鑄造模型等方面。3D光固化樹脂對比于傳統熱塑性3D打印材料，具有打印時間短(是其1/20)，產品表面光滑無拉絲，質地飽滿，產品表面細膩，可用于生物材料等諸多優點。

光固化體系具有無污染、無毒性、無刺激和生產安全等優點，是目前較為活躍的研究和開發領域，己成為紫外光固化技術的主要發展方向之一。3D打印也可稱為增材制造技術，3D打印的出現使制造復雜零件變得簡單和快捷。目前，比較成熟的3D打印工藝主要有“熔絲沉積快速成型”，“紙疊層快速成型”，“選擇性激光燒結快速成型”和“立體光刻快速成型”。最早、最廣泛用于工業上的3D打印工藝是立體光刻快速成型，它是利用計算機控制紫外激光在光敏樹脂液面上按二維截面的形狀逐點掃描，使樹脂固化，固化后的樹脂便形成一個二維圖形，如此逐層掃描，固化，最終即可得到完整的三維實體(俗稱:零件)。零件質量的好壞主要取決于光敏樹脂性能的好壞，開發性能好的光敏樹脂是3D打印，立體打印快速成型技術研究熱點。以光敏樹脂為原料的立體快速成形3D打印技術，具有成本低、精度高、成型快等優點，在各個領域得到廣泛的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于3D打印的光固化樹脂及其制備方法。

本發明采用的技術方案是：一種3D打印用光固化樹脂材料，包括以下原料按重量份配比制成：

聚合單體16-99份、引發劑1-4份、反應助劑4-17份、光引發劑0.1-1份。

所述的聚合單體是乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯或環氧丙烯酸樹脂的一種或二種以上的組合。

所述的引發劑為2,4,6-三甲基苯甲?；⑺嵋阴ズ?或2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。

所述的反應助劑為1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽、1-丙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽、三羥基甲丙烷三丙烯酸酯或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的一種或二種以上的組合。

所述的光引發劑是樟腦醌。

優選的，上述的一種3D打印用光固化樹脂材料，由以下原料按重量份配比制成：

上述的一種3D打印用光固化樹脂材料，制備方法，包括如下步驟：

1)在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計及加料槽的反應釜中，加入乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯5-45份和環氧丙烯酸樹脂10-50份，攪拌均勻，通入氮氣，緩慢滴加聚乙二醇二丙烯酸酯1-4份，控制反應溫度80-90℃，滴加完畢后繼續攪拌。

2)緩慢加入三羥基甲丙烷三丙烯酸酯1-5份，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯1-5份，1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽1-2份，1-丙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽1-5份，升溫至90-110℃，攪拌均勻。

3)緩慢加入2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯0.5-2份，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.5-2份，樟腦醌0.5-1份，升溫至160-170℃，攪拌。

4)反應2-3小時，反應結束，所得溶液減壓蒸餾出揮發性組份，即得目標產物。

本發明的有益效果是：本發明的3D打印光固化樹脂，制備工藝具有方法簡單，易操作，產率高，對環境污染小等優點。本發明解決了3D打印光固化樹脂合成困難，產率低的問題，而且進一步解決了3D打印樹脂造價高的問題，從而使得我國3D打印樹脂不再依賴于進口，具有重大的科學意義和應用價值。

具體實施方式

實施例1一種3D打印用光固化樹脂材料

(一)制備方法

1)在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計及加料槽的反應釜中，加入乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯5份和環氧丙烯酸樹脂50份，攪拌均勻，通入氮氣，進行保護，緩慢地滴入聚乙二醇二丙烯酸酯4份，控制反應溫度85℃，滴加完畢后繼續攪拌30min。

2)緩慢加入三羥基甲丙烷三丙烯酸酯5份，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2份，1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽1份，1-丙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽4份，30分鐘后升溫至100℃，繼續攪拌均勻。

3)緩慢加入2,4,6-三甲基苯甲?；⑺嵋阴?份，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1份，樟腦醌0.5份，30分鐘后升溫至165℃，繼續攪拌均勻。