[发明专利]一种可热后固化的3D打印光敏树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可热后固化的3D打印光敏树脂及其制备方法和应用。所述光敏树脂包括：预聚物、稀释剂、光引发剂、热引发剂，其中所述热引发剂在其半衰期为一小时时的分解温度大于或等于100℃；各组分重量份如下：预聚物50‑70份，稀释剂30‑50份，光引发剂1‑5份，热引发剂0.5‑5份。本发明的3D打印光敏树脂，在光固化3D打印成型后，后固化方式可选择烘箱等稳定的恒温加热设备进行热后固化。本发明的可使用热后固化的3D打印光敏树脂，扩展了在不透明样品、形状复杂样品、超厚样品及有色样品等中的应用，并且使样品具有更加优异的力学性能。

技术领域

本发明涉及3D打印和光固化领域，具体涉及一种可热后固化的3D打印光敏树脂及其制备方法和后固化方法。

背景技术

快速成型(Rapid Prototyping,RP)技术又称为3D打印，诞生于上世纪70年代末。3D打印由于具有不需要传统加工设备，制造周期短，可加工结构复杂的零件，材料的利用率高等优点，在世界范围内发展，并在工业造型、包装、制造、建筑、艺术、医学、航空、航天和影视等领域得到良好的应用。

光固化3D打印，通常使用液态树脂作为材料，在紫外光的引发下，发生连锁聚合。以光敏树脂为打印材料的3D打印技术主要有：立体光刻快速成型技术(Stereolithography，SLA)和DLP投影式三维打印工艺(Digital Light Processing，DLP)。其中，SLA由于其产品具有精度高，表面质量好等优点，目前，是市场占有率最高的一种3D打印技术。

光固化树脂是光固化3D打印技术中不可或缺的材料。光固化树脂的主要组成是：低聚物、活性稀释剂、光引发剂和添加剂。光固化快速成型所用的树脂与一般光固化树脂在成分上差别不大，但是却要满足其特定的加工性能。光固化树脂要求其固化前性能稳定；树脂粘度低，成型过程可以快速流动成平面；成型时快速准确。

通常，在3D打印成型后使用的后固化方式是紫外光照后固，但是，由于紫外光穿透深度有限，会造成固化程度不均一，不适用于厚度较大的样品，同时也不适用于带色系的物体，特别是深色和带阴影区域的物体；紫外光在引发聚合的同时也会造成老化降解，这些不足影响了光后固化技术的进一步发展和应用，所以光后固化的方式常常在实际运用中受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可热后固化光敏树脂及其制备方法以及热后固化方法，这种方法可以很好的弥补光后固化的不足。

本发明的技术方案如下：

一种可热后固化的光固化3D打印光敏树脂，其特征在于，所述光敏树脂包括：预聚物、稀释剂、光引发剂、热引发剂，各组分重量份如下：预聚物50-70份，稀释剂30-50份，光引发剂1-5份，热引发剂0.5-5份，其中所述热引发剂在其半衰期为一小时时的分解温度大于或等于100℃温度。

根据本发明，所述热引发剂的活化能较高，在较高的温度下方可引发聚合，以确保其在3D打印成型过程中，不会由于反应放热而引发热聚合，使其光、热聚合分离。

根据本发明，所述热引发剂优选为过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中一种或多种。

根据本发明，所述预聚物为聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、环氧丙烯酸单酯、纯丙烯酸酯和环氧树脂中的一种或多种；

根据本发明，所述稀释剂为丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、烷氧化壬基苯酚丙烯酸酯、(4)乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯中的一种或多种；

根据本发明，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二氧化磷、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙酮、2-乙基辛基-4-二甲胺基苯甲酸酯、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮中的一种或多种；