[發明專利]一種3D打印光敏樹脂材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010423835.3
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111690096A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 廣西春景環保科技有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F283/10;C08F220/10;C08F222/20;B33Y70/00
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種自由基?陽離子混雜固化型3D打印光固化樹脂的制備方法。它主要由丙烯酸酯和環氧樹脂為預聚物，以聚氨酯丙烯酸酯（PUA）為改性劑制備而成。該光固化樹脂由以下質量份的原料制備得到：丙烯酸酯：20?60份，環氧樹脂：20?60份，聚氨酯丙烯酸酯：5.3?40份，自由基活性稀釋劑：8?32份，陽離子光引發劑：1.2?4份，自由基光引發劑：1.2?4份。本發明采用丙烯酸酯作為自由基型預聚物，3，4?環氧環己基甲基?3，4環氧環己基甲酸酯作為陽離子型預聚物，加入活性稀釋劑和光引發劑，制備出來的自由基?陽離子混雜固化型光敏樹脂，拉伸強度得到提高了50.22%（如摘要附圖所示），凝膠率提高了約2%，熱穩定性得以提高，黏度適中，收縮率符合要求。并且制備方法簡單，聚氨酯丙烯酸酯的使用解決了3D打印材料目前存在的材料種類相對單一、性能未達到大工業生產要求、成本高的問題。并且可以推動我國3D打印光固化材料的發展。

技術領域

本發明屬于3D打印材料制備技術領域，具體涉及一種適用于3D打印光敏樹脂材料的制備方法。

背景技術

3D打印，是一種快速成型的增材制造技術。其技術原理是離散與堆積。與傳統的減材制造工藝相對比，3D打印技術借助數字建模技術將實體結構數字化，再通過機電控制技術驅動打印設備進行精細化加工，生產時不需要模具，因此更便于制造高精度和高難度產品，成型速度快、制造周期短，可以實現小批量、個性化的按需生產，節約生產成本和時間，提高生產效率，減少生產廢料，綠色環保。因此，3D打印技術自20世紀80年代出現就取得了快速的發展，已經在工業設計、航空航天、生物醫療、食品等諸多領域得到廣泛應用，被認為是第三次工業革命的核心技術之一。預計未來全球3D打印行業仍會保持快速增長的勢頭。根據中國產業信息網披露的數據，中國3D打印產業市場將會保持較高的增長率，有望領跑全球3D打印市場。

光敏樹脂作為光固化技術的原料，其性能對打印過程和固化制品的性能有著直接而重要的影響。光敏樹脂由預聚物、活性稀釋劑、光引發劑和添加劑組成。光敏樹脂中的光引發劑在紫外光的照射下產生自由基或陽離子活性中心，使預聚物活化，發生鏈式聚合反應而固化。光敏樹脂在固化過程不需要加熱，且沒有溶劑揮發，利用率接近100％，是一種節能環保的材料。然而混雜固化光敏樹脂的力學性能和耐熱性有待提高，產品收縮率滿足不了需求。聚氨酯丙烯酸酯分子中含有丙烯酸酯官能團和氨基甲酸酯鍵，兼具聚氨酯和丙烯酸酯的優點，固化的制品柔韌性好、附著力高，與其他樹脂的相容性好，由于聚氨酯丙烯酸酯固化速度較慢、價格相對較高，一般將聚氨酯丙烯酸酯作為輔助性功能樹脂使用。

因此，在國內外3D打印光敏樹脂的研究現狀和發展前景的基礎上，根據3D打印技術成型的特點和要求，開發出拉伸強度和硬度較高、收縮率較低的實用型光敏樹脂，從而降低 3D打印材料的進口依賴，提高3D打印成形產品的質量，已經成為國內3D打印光敏樹脂的發展趨勢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于3D打印混雜固化形光敏樹脂材料的制備方法，制備工藝簡單。聚氨酯丙烯酸酯的加入可以顯著提高光敏樹脂的拉伸強度；并且本發明制備的光敏樹脂凝膠率較高；黏度適中，流動性穩定，更便于3D打印，且更易成型；收縮率符合要求，熱穩定性也得到了明顯改善，從而提高3D打印成形產品的質量。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：

本發明一種適用于3D打印光敏樹脂材料的制備方法，主要由丙烯酸酯，3，4-環氧環己基甲基-3，4環氧環己基甲酸酯，聚氨酯丙烯酸酯制備而成。制備時，先使用分析天平稱取一定質量的各組分于燒杯中，磁力攪拌30分鐘，最后超聲震蕩脫泡30分鐘，避光儲存備用。

所述的自由基-陽離子混雜型光敏樹脂的制備方法是：丙烯酸酯：20-60份，3，4-環氧環己基甲基-3，4環氧環己基甲酸酯：20-60份，自由基活性稀釋劑：8-32份，陽離子光引發劑： 1.2-4份，自由基光引發劑：1.2-4份。

所述的改性劑的制備方法是：聚氨酯丙烯酸酯：5.3-40份