[發明專利]一種光固化3D打印光敏樹脂及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710854141.3
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107522827B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 楊軍;張東星;郭秋泉;肖駿峰
• 申請（專利權）人: 楊軍
• 主分類號: C08F299/02
• 分類號: C08F299/02;C08F283/10;C08F283/00;C08F283/01;C08F265/00;C08F216/14;C08F222/20;C08F216/12;C08F222/22;C08F2/48;B29C64/135;B29C64/314;B29C64/286
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防;王培境

本發明公開了一種光固化3D打印光敏樹脂，按照重量份數計，由以下組分制成：功能化單體2～10份、光引發劑5～10份、低聚物40～50份、活性稀釋劑20～50份和添加劑1～30份。還公開了其制備方法和應用。本發明提供的一種光固化3D打印光敏樹脂，可以簡單實現光固化3D打印部件的表面功能化修飾。本發明的光固化3D打印光敏樹脂是基于聚鄰苯二酚的胺類化合物的易修飾性，結合光固化3D打印的部件制造方法得到的。所得光固化3D打印光敏樹脂表層具有易于修飾的聚合物層，可以實現表面多種功能化修飾，并且不破壞原有材料的功能性，修飾層與本體之間結合性好。

技術領域

本發明涉及一種光固化3D打印光敏樹脂及其制備方法和應用，具體屬于3D打印技術領域。

背景技術

目前，3D打印技術(three-dimensional printing，又名增材制造)為復雜形狀零件的加工提供了可能性。相比于傳統的制造加工方式，3D打印在高成型難度、自定義材料以及特制性零件和器件的制造方面有明顯的優勢。由于其高效、低成本的制造方式，3D打印作為一種革新性的加工技術，已經在包括材料科學、生物組織工程以及微流體研究分析等領域得到了越來越多的應用。尤其是光固化方式的3D打印技術，因為其具備高的加工精度，所以在微小器件的制造領域具備更明顯的優勢，也得到了越來越廣泛的應用。

目前針對光固化式3D打印所開發的材料主要包括丙烯酸類和環氧類光固化樹脂。經過紫外光固化后，這些光敏樹脂可以聚合形成固態的聚合物零件。因此，盡管光固化式3D打印提供了強有力的制造手段，但材料的單一性仍然限制了其在更多領域的應用。尤其是3D打印后所形成的聚合物材料特性，例如低導熱性、不導電性以及強度低等，使3D打印部件功能單一。使3D打印技術無法實現多功能材料的打印，從而限制了其進一步的發展和應用。因此，3D打印部件的功能化成為目前研究的熱點。現有技術中，所涉及到的3D打印零件功能化實現主要包括直接功能化材料的3D打印和后處理的功能化涂層兩種方式。前者包括目的功能材料的直接3D打印成型。通過制備適合3D打印的功能化材料，可以實現單一的功能化材料打印，例如通過直接打印金屬材料來實現3D打印部件金屬化的功能。但是，因為所要實現的功能往往不能直接通過制備材料來完成，或者在打印過程中會破壞原有材料的功能性(例如3D打印部件的疏水性)，所以很難實現3D打印部件的功能化。另外也有研究通過在光敏樹脂中混入所需功能相對性的粉末來實現3D打印功能化部件。但是該方法往往會降低材料的光敏性，從而限制了該技術的進一步發展。而對于聚合物表面功能化涂層這一方式，目前常用的手段是根據所需功能，通過所對應的后處理方法使3D打印部件表面實現所需要的功能。該種方式往往程序復雜，不同的功能需求需要將3D打印部件進行多步驟的后處理。因此有必要同時兼顧3D打印技術和材料選擇，研究一種新的能實現多功能化的光固化3D打印光敏樹脂，從而使3D打印部件只需要經過簡單的后處理就能得到所需功能表面。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種光固化3D打印光敏樹脂及其制備方法和應用，所得光敏樹脂能夠簡單實現多功能化，制備方法簡單，易操作，產品可以用于制備表面功能化3D部件中。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種光固化3D打印光敏樹脂，按照重量份數計，由以下組分制成：功能化單體2～10份、光引發劑5～10份、低聚物40～50份、活性稀釋劑20～50份和添加劑1～30份。

優選地，前述光固化3D打印光敏樹脂，按照重量份數計，由以下組分制成：功能化單體5份、光引發劑8份、低聚物45份、活性稀釋劑35份和添加劑15份。