[發(fā)明專利]3D打印用尼龍微球改性的光固化樹脂復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810822593.8
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN110845814A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊桂生;夏厚勝;李蘭杰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C08L33/12
• 分類號: C08L33/12;C08L33/10;C08L33/02;C08L77/02;B33Y70/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明公開了一種3D打印用尼龍微球改性的光固化樹脂復(fù)合材料，由包括以下組分的原料制成：光固化樹脂70?100份、尼龍微球0?30份、偶聯(lián)劑0?2份和光引發(fā)劑0?1份。本發(fā)明還公開了上述尼龍微球改性的光固化樹脂復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明通過尼龍微球改性光固化樹脂，以解決固化收縮時出現(xiàn)的零件變形、翹曲、開裂等問題，以及耐磨、耐刮擦性能不理想的問題，使得制品具有尺寸精度高、耐磨和耐刮擦性等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子3D打印材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種3D打印用尼龍微球改性的光固化樹脂復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

立體光固化成型(SLA)工藝基于液態(tài)光固化樹脂的光聚合原理。這種液態(tài)材料在一定波長和功率的紫外光照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子量急劇增大，材料從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。用于光固化快速成型的材料為液態(tài)光敏樹脂，主要由齊聚物、光引發(fā)劑和稀釋劑組成。齊聚物是光敏樹脂的主體，是一種含有不飽和官能團的基料，它的末端有可以聚合的活性基團，一旦有了活性種，就可以繼續(xù)聚合長大，一經(jīng)聚合，分子量上升極快，很快就可成為固體。光引發(fā)劑是激發(fā)光敏樹脂交聯(lián)反應(yīng)的特殊基團，當(dāng)受到特定波長的光子作用時會變成具有高度活性的自由基團，作用于基料的高分子聚合物，使其產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，由原來的線狀聚合物變?yōu)榫W(wǎng)狀聚合物，從而呈現(xiàn)為固態(tài)。光引發(fā)劑的性能決定了光敏樹脂的固化程度和固化速度。稀釋劑是一種功能性單體，結(jié)構(gòu)中含有不飽和雙鍵，如乙烯基、烯丙基等，可以調(diào)節(jié)齊聚物的粘度，但不容易揮發(fā)，且可以參加聚合。

光固化樹脂在3D打印固化過程中通常線收縮率約為3％，固化收縮導(dǎo)致零件變形、翹曲、開裂等問題，影響成型零件的精度，而低收縮性樹脂有利于成型出高精度零件。此外，部分品種光固化樹脂成型產(chǎn)品表面硬度較低，存在耐磨、耐刮擦性能不理想的問題。因此，人們嘗試在SLA光固化樹脂中加入納米陶瓷粉末、短纖維等，以解決上述問題，并以提升材料強度和耐熱性能。但是，無機粉體材料與有機光固化樹脂的相容性較差，在低粘度牌號光固化樹脂易沉淀，部分無機粉體形貌不規(guī)整表面積大，少量添加又導(dǎo)致樹脂粘度大幅度上升。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的第一目的是提供一種3D打印用尼龍微球改性的光固化樹脂復(fù)合材料。

本發(fā)明的第二目的是提供上述3D打印用尼龍微球改性的光固化樹脂復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種3D打印用尼龍微球改性的光固化樹脂復(fù)合材料，由包括以下組分的原料制成：

在本發(fā)明的一具體實施例，所述的光固化樹脂由光固化丙烯酸類樹脂與甲基丙烯酸酯類及其它烯烴單體共聚制成，分子量為2000-20000，選自其中的一種或兩種。

在本發(fā)明的一具體實施例，所述的光固化樹脂為甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸共聚物或丙烯酸-丙烯酰胺-甲基丙烯酸十六酯共聚物中的一種或幾種。

在本發(fā)明的一具體實施例，所述的尼龍微球的粒徑為0.1-100um的球形聚酰胺粉末，包括尼龍6微球、尼龍12微球、尼龍6/12微球或尼龍11微球中的一種或幾種。

在本發(fā)明的一具體實施例，所述的尼龍微球為阿科瑪尼龍粉Orgasol^@PA12 2002ES6 NAT3、PA6 1002 ES4 NAT 1或PA6/12 3502 D NAT 1中的一種或幾種。

在本發(fā)明的一具體實施例，所述的偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑中的一種或幾種。

在本發(fā)明的一具體實施例，所述的偶聯(lián)劑為環(huán)氧型硅烷偶聯(lián)劑KH560、氨基型硅烷偶聯(lián)劑KH550或乙烯基硅烷偶聯(lián)劑KH171中的一種或幾種。

在本發(fā)明的一具體實施例，所述光引發(fā)劑為苯乙酮衍生物、芳香酮類、二芳基碘鎓鹽或三芳基硫鎓鹽中的一種或幾種。