[發明專利]一種耐摩擦的3D打印光固化樹脂及其使用方法

在審

• 申請號: 202110265326.7
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113087851A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 徐建明;楊義滸;陳銳
• 申請（專利權）人: 深圳光華偉業股份有限公司;孝感市易生新材料有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/58;C08F220/18;C08F2/48;C08F283/06;C08F222/20;B33Y70/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

本發明提供了一種耐摩擦的3D打印光固化樹脂及其使用方法。該樹脂按重量份計，由以下原料制得：低聚物20?50份、單官能度丙烯酸酯或單官能度丙烯酰胺單體20?50份、烷氧基丙烯酸酯單體0?20份、光引發劑1?5份、色漿0?1份、助劑0?1份；所述的低聚物為聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸甲酯或兩者的混合物。其使用方法為先將樹脂使用光固化3D打印機打印得到成型件粗品；再將成型件粗品進行清洗得到成型件半成品；最后將干燥后的成型件半成品曝光得到成型件成品。本發明所制備的成型件成品表面光滑，可達到摩擦無磨痕不掉粉的效果，同時還具有良好的韌性和抗沖擊性能，因此其應用不限于光固化3D打印，還可用作紙張、塑料、金屬等基材涂層，尤其適用于柔性基材。

技術領域

本發明屬于光固化樹脂技術領域，涉及一種3D打印光固化樹脂及其使用方法。

背景技術

光固化樹脂是在特定波長光源照射下短時間內發生物理和化學反應，由液體變為固體的樹脂材料。光固化樹脂具有環保、高效、經濟、節能、適應性廣的特點，因此被廣泛應用于涂料、油墨、膠黏劑和3D打印領域。尤其是光固化涂料不含溶劑、無VOCs排放，綠色環保，受到國家政策鼓勵和扶持。

隨著中國成為亞洲和全球最大的光固化市場，光固化原材料和產品技術飛速發展，各種新的應用層出不窮，耐磨光固化涂料作為重要的功能性涂層在汽車涂裝、3C電子、包裝外涂等場景廣泛使用。耐磨光固化涂料多為硬質涂層，可耐紙張、纖維、指甲甚至鋼絲絨等苛刻條件磨損。基材以金屬、塑料等硬質材料為主。硬質耐磨涂層往往強度高但不耐彎折，因此不適用柔性基材。

而在光固化3D打印方面，耐磨材料目前較為少見。光固化3D打印工作原理一般是通過計算機控制光源往復運作和成型平臺的升降，使樹脂材料逐層固化層層累積至最終成型，因此外表輪廓因堆垛而不平整，導致成型件在相互摩擦或被其他硬物刮擦時表面磨損發白甚至掉粉。而在某些應用，如裝配模型，卡扣和關節部位需要經常反復插拔和轉動；工件制造，螺絲螺母、齒輪及滑輪，工作時頻繁旋轉摩擦。磨損不但直接影響外觀，更降低成型件的性能和使用壽命，因此限制了3D打印光固化樹脂的應用。

發明內容

為解決背景技術中所述的3D打印光固化樹脂成型品不耐摩擦的問題，本發明提供了一種耐摩擦的3D打印光固化樹脂及其使用方法。

一種耐摩擦的3D打印光固化樹脂，按照重量份計，由以下原料制得：低聚物20-50份、單官能度丙烯酸酯或單官能度丙烯酰胺單體20-50份、烷氧基丙烯酸酯單體0-20份、光引發劑1-5份、色漿0-1份、助劑0-1份；所述的低聚物為聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯甲基丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯的混合物，該低聚物除單體外的組分的數均分子量≥5000g/mol。

所述的低聚物除單體外的組分的數均分子量為18000-27000g/mol。

所述的單官能度丙烯酸酯或單官能度丙烯酰胺單體包括丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酰嗎啉、N,N-二甲基丙烯酰胺、環三羥甲基丙烷甲縮醛丙烯酸酯、4-叔丁基環己基丙烯酸酯、(3,3,5)-三甲基環己基丙烯酸酯、2-丙烯酸(2-乙基-2-甲基-1,3-二氧雜蘭-4-基)甲酯中的至少一種。

所述的單官能度丙烯酸酯或單官能度丙烯酰胺單體為質量比1:4的丙烯酰嗎啉和環三羥甲基丙烷甲縮醛丙烯酸酯的混合物。

所述的烷氧基丙烯酸酯單體包括甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、(10)乙氧化雙酚A二丙烯酸酯、(10)乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一種。

所述的烷氧基丙烯酸酯單體為丙氧化甘油三丙烯酸酯。

所述的光引發劑包括苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2-異丙基硫雜蒽酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的至少一種。