[發明專利]一種光-熱雙固化的3D打印樹脂組合物

在審

• 申請號: 201810531974.0
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108948280A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 包海峰;楊銳;王蕾;胡睿青
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學;廣東智維立體成型科技有限公司
• 主分類號: C08F283/01
• 分類號: C08F283/01;C08F283/00;C08F283/10;C08F283/06;C08F222/14;C08F220/58;C08F220/20;C08F2/48;B33Y70/00
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明提出了一種光?熱雙固化的3D打印樹脂組合物，按照重量份計，包括以下組分：自由基型光敏樹脂66～86份，可熱固化的環氧樹脂9?29份，自由基型光引發劑1～4份，潛伏型熱固化劑1～3份。本發明的光?熱雙固化的3D打印樹脂組合物，需先照射波長為365nm～500nm紫外光，使其中的丙烯酸類樹脂在光引發劑的作用下進行自由基引發的聚合。待其成型后，再將其放在80℃～120℃下保溫1～2h，使其中的環氧樹脂在潛伏型熱固化劑作用下進行后固化。本發明既能加快光固化的速度，又能降低產品的體積收縮率，同時還可以通過后期熱固化增強產品的物理力學性能。

技術領域

本發明涉及3D打印領域，更具體地說是涉及一種光-熱雙固化的3D打印樹脂組合物。

背景技術

3D打印是一個新型的產業，與傳統的減材制造業相比，它是屬于增材制造的范疇，它是以數字文件為模型，使用熱塑性的材料、可固化的液態樹脂或是微型的金屬粉末作為粘接的材料，運用逐層打印的方式來建造起實物立體圖形的一項技術。而其成型的方式也有很多種，包括熔融層積成型、選擇性激光燒結、光固化快速成型和三維打印等，其中，光固化成型是最常見的一種。

常用光固化成型的材料主要為液態光敏樹脂，而一般光敏樹脂中主要包含三種成分，分別是預聚體、稀釋劑和光引發劑。其中預聚體和稀釋劑大多都是一些含有雙鍵的丙烯酸類樹脂和環氧樹脂。而光引發劑根據引發機理的不同也可以分為很多種，主要有自由基光引發、陽離子光引發和混合型光引發，也就是自由基和陽離子共同引發。

與單純的自由基光固化或是陽離子光固化相比，自由基-陽離子混合光固化，具有固化速度快、產品收縮率小等優點，但因為陽離子固化體系中引發劑的種類較少，引發波長較短等因素的影響，導致陽離子引發劑選取和設備的制作難度較大。

本發明的一種光-熱雙固化的3D打印樹脂組合物中既含有自由基型光敏樹脂和自由基型光引發劑，同時含有可熱固化的環氧樹脂和潛伏型熱固化劑，四者缺一不可，共同混合，制得本發明所述的一種光-熱雙固化的3D打印樹脂組合物。中國專利CN106947034A公開了一種可熱后固化的3D打印光敏樹脂及其制備方法，與本發明有根本的不同之處在于，專利CN106947034A所述的具體實施例中，都只含有丙烯酸類光敏樹脂，而沒有可熱固化的環氧樹脂。

發明內容

本發明提出一種光-熱雙固化的3D打印樹脂組合物，先將其進行光固化，待其打印產品成型后，再將其進行后期熱固化，這樣既可以兼具自由基光固化的快速、高效的優點，也可以照顧到熱固化的優點。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種光-熱雙固化的3D打印樹脂組合物，其特征在于：按照重量份計，包括以下組分：

優選地，所述自由基型光敏樹脂包括丙烯酸類樹脂和丙烯酸類單體。

優選地，所述丙烯酸類樹脂和丙烯酸類單體的質量比為(1～2)：1。

優選地，所述丙烯酸類樹脂為聚氨酯丙烯酸酯、聚醚類丙烯酸酯、環氧類丙烯酸酯、聚酯類丙烯酸酯中的至少一種。

優選地，所述丙烯酸類單體為三羥基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酰嗎啉、季戊四醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯中的至少一種。

優選地，所述可熱固化的環氧樹脂為環氧樹脂或含有環氧基團的化合物或是它們的混合物；所述環氧樹脂為芳香族環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂、雜環族的環氧樹脂中的至少一種。

優選地，所述自由基型光引發劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的至少一種。