[發明專利]硅改性3D打印光固化樹脂、3D打印產品及其用途

有效

• 申請號: 202011260116.0
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112321984B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 甘仁曉;申俊豪;王貴;劉斌;寧麗莎;李曉威;甘濤;羅育權;張忠燕;王莉;金藝花;劉烈金
• 申請（專利權）人: 廣東省瑞晟新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L51/08
• 分類號: C08L51/08;C08K9/06;C08K7/26;B33Y70/10
• 代理公司: 廣東卓林知識產權代理事務所(普通合伙) 44625
• 代理人: 岳帥

本發明提供了一種硅改性3D打印光固化樹脂、3D打印產品及其用途。所述硅改性3D打印光固化樹脂按重量百分比包含：光固化低聚物20?40wt％、活性稀釋劑5?30wt％、光引發劑0.1?1wt％、觸變促進劑1?10wt％、改性碳納米管/磷硅酸鈣復合粉體20?50wt％。本發明的光固化材料能順利實現SLA/DLP原理的3D打印工藝，制作的產品具有0.1～0.2％的低體積收縮率，機械強度高，韌性好，拉伸強度100～120MPa，彎曲強度在120～130MPa，斷裂伸長15～20％，戶外耐候性測試六個月，機械性能指標保持在98～100％，可以作為終端產品材料使用。

技術領域

本發明涉及3D打印領域，具體涉及一種硅改性3D打印光固化樹脂、3D打印產品及其用途。

背景技術

3D打印是借助于計算機輔助設計與控制，將液體材料通過層層疊加的方式來制造固體三維物體的成型方法，該技術發展至今，以立體光刻(SLA)和數字光處理技術(DLP)成型精度最好。SLA/DLP 3D成型技術所用材料均為液體光固化樹脂，在特定波長的光能量下輻射固化，液體光敏樹脂變成固體交聯結構，材料本質上屬于熱固性交聯樹脂。因為其特殊的成型方法，對材料的性能要求更高，如更好的觸變性，更快的交聯速度、更高的交聯密度，更低的體積收縮率，更好的耐高溫性和更好的耐疲勞性等。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種硅改性3D打印光固化樹脂、3D打印產品及其用途，該光固化材料具有特有的觸變性，觸變性賦予其具有適用于3D打印工藝的特性，光交聯速度快，經光固化成型后的產品，具有收縮率小、耐高溫性、耐磨性、耐久性以及極高的機械強度等性能，可用于軍工、航天、汽車、生物醫療、電子電路等領域。

為了實現上述目的，本發明提供了一種硅改性3D打印光固化樹脂，按重量百分比，包含：

進一步地，所述硅雜化甲基丙烯酸酯的制備方法包括以下步驟：

(1)在水浴加熱和真空的條件下，加熱干燥十八碳醇4小時后，冷卻至常溫，得到預處理的十八碳醇；

(2)按摩爾分數，將步驟(1)所述的100份預處理的十八碳醇和1-3份催化劑共同放入惰性氣體保護的反應容器中，攪拌均勻后，分批加入摩爾分數200份的熔融狀態的甲苯二異氰酸酯，不斷攪拌，在溫度100-105℃的條件下反應4-5小時，得到預反應基液；

(3)按摩爾分數，在流通的惰性氣體保護下，向步驟(2)所述的預反應基液中，保持攪拌的狀態下，逐滴加入5-10份的四氯硅烷，接著逐滴加入20-40份的去離子水，在溫度100℃的條件下反應2小時，最后加入200份熔融狀態的甲苯二異氰酸酯，繼續反應4小時，得到多維度接枝反應基液；

(4)按摩爾分數，向步驟(3)所述的多維度接枝反應基液中，加入摩爾分數100份的甲基丙烯酸羥乙酯，反應完全，蒸餾，冷卻，得到硅雜化甲基丙烯酸酯。

進一步地，所述硅烷偶聯劑KH570改性白炭黑的制備方法包括以下步驟：

(1)在摩爾濃度為0.1-1mol/L的硅酸鈉溶液中添加濃硫酸至pH為7，在80-90℃范圍內反應1-1.5h得到白炭黑漿料；

(2)將白炭黑漿料進行膜過濾，洗滌1-3次，得到白炭黑濕料；

(3)將所述白炭黑濕料和硅烷偶聯劑KH570在研磨機中混合均勻，質量比為10:1，放入反應釜中加熱，加熱溫度100-120℃，加熱時間1-2h，然后真空烘干并自然冷卻，再次研磨，得到硅烷偶聯劑KH570改性白炭黑。

進一步地，所述光固化低聚物包括環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的一種或者組合。