[發明專利]一種3D打印用SLA韌性光敏樹脂及其制備方法

在審

• 申請號: 202210484546.3
• 申請日: 2022-05-06
• 公開（公告）號: CN114675491A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 韓小瑜;張亞飛;孫小宙;唐悅
• 申請（專利權）人: 蘇州鑫雷盟智能制造科技有限公司
• 主分類號: G03F7/004
• 分類號: G03F7/004;G03F7/038
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種3D打印用SLA韌性光敏樹脂，包括以下重量份數的原料：環氧樹脂低聚物40～60％，丙烯酸酯低聚物為10～35％，光引發劑7％，改性添加劑5％，助劑3％，以上各組分質量百分比之和為100％，丙烯酸酯低聚物中包括聚碳酸酯丙烯酸酯。該光敏樹脂的制備方法為：將環氧樹脂低聚物、丙烯酸酯低聚物、光引發劑、改性添加劑、助劑按照一定的重量百分比充分混合；在室溫下充分攪拌60～120分鐘，得到3D打印用SLA韌性光敏樹脂。本發明的3D打印用SLA韌性光敏樹脂具有粘度較低，收縮率低，打印速率快的優點，且力學性能穩定，抗老化性能優異，保障了3D打印產品的快速成型性，最終制品具有優異的耐變黃性，在潮濕環境中具有更好的強度及尺寸保持特性。

技術領域

本發明涉及3D打印材料技術領域，尤其是涉及一種3D打印用SLA韌性光敏樹脂及其制備方法。

背景技術

3D打印，是一種增材制造方法，屬于一種以3D數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印具有制造周期短，節材節能的優勢。對于復雜結構的成型，更是具有傳統技術不可取代的優勢。它與計算機人工智能能高度融合，這給傳統制造業帶來革命性影響，是新一輪工業革命的標志性技術之一。典型的3D打印工藝包括：立體光刻(SLA)、疊層實體制造(LOM)、熔融沉積成型(FDM)、選擇性激光燒結(SLS)等。在多種3D打印技術中，因光固化3D打印技術具有成型精度高、速度快、表面粗糙度低、環境友好等特點而成為應用最廣泛的3D打印技術，可廣泛應用于航空航天、消費品、艦船、醫用快速制模和DIY設計等領域。

在激光成型SLA樹脂行業中，由于光敏樹脂不需要加熱、高壓等加工工藝，而是通過層層疊加而成預設模型，因此會存在質脆、力學性能差的缺陷，從而限制了其大規模應用。

目前，市面上通常在光敏樹脂配方體系加入聚碳酸酯多元醇的方法來提高3D打印制件的韌性、抗沖擊強度等，聚碳酸酯二醇其分子鏈兩個末端都帶有羥基(-OH)，分子主鏈中則含有脂肪族亞烷基和碳酸脂基(-OC＝OO-)重復單元，主要用途為組成聚氨酯分子結構中的軟鏈段，改善PU的柔順性和韌性。

相對于傳統聚酯多元醇與聚醚多元醇，以聚碳酸酯二醇合成熱塑性聚氨酯更具有較佳的耐水解性、耐熱、耐候、耐氧化降解等特性。此外，聚碳酸酯基團具有較高極性，因此以聚碳酸酯多元醇作為聚氨酯軟鏈段結構會具有較強的分子間作用力，使其具有較優異的機械特性。因而聚碳酸酯多元醇被廣泛用于高端聚氨酯產品的生產中，跟其他聚醚，聚酯型聚氨酯相比，聚碳酸酯聚氨酯性能最優。

在3D打印光固化樹脂中，聚碳酸酯多元醇一般是作為少量助劑的添加，能較好的改善材料的機械性能，但其不能作為主體結構引入到材料中來改善材料的性能。若加入量3％，大量的聚碳酸酯將不參與光固化反應(這是由于聚碳酸酯多元醇既不能參與陽離子固化的環氧體系，也不能參與自由基固化的丙烯酸酯體系)，殘留在體系中，將導致材料的硬度，拉伸強度大幅下降。

本發明旨在將聚碳酸酯多元醇轉化成聚碳酸酯丙烯酸酯，并將其做為主體樹脂引入到光固化SLA樹脂體系中，在提高材料韌性的同時，也不損失材料的硬度、拉伸強度等性能。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種3D打印用SLA韌性光敏樹脂及其制備方法，該光敏樹脂材料具有固化速率快，打印精度高，且打印后的部件具有良好的穩定性和高韌性。

為實現上述目的，本發明提供一種3D打印用SLA韌性光敏樹脂，所述SLA韌性光敏樹脂包括以下重量份數的原料：環氧樹脂低聚物40～60％，丙烯酸酯低聚物為10～35％，光引發劑7％，改性添加劑5％，助劑3％，以上各組分質量百分比之和為100％，所述丙烯酸酯低聚物中包括聚碳酸酯丙烯酸酯。

上述3D打印用SLA韌性光敏樹脂，優選地，所述聚碳酸酯丙烯酸酯由聚碳酸脂聚醚多元醇與丙烯酸通過酯化反應得到。

上述3D打印用SLA韌性光敏樹脂，優選地，所述聚碳酸酯聚醚多元醇與丙烯酸的摩爾比為1：2～6。