[发明专利]一种高强度3D打印光敏树脂材料

说明书

技术领域

本发明涉及3D（快速成型和制造类）如光敏树脂的配方及制备方法，尤其是一种高强度3D打印光敏树脂材料。

背景技术

光敏树脂是用于光固化快速成型的材料为液态光固化树脂，或称液态光敏树脂，主要由齐聚物、光引发剂、稀释剂组成。近两年，光敏树脂正被用于3D打印新兴行业，光敏树脂类3D打印耗材因为其打印精度高，边界清晰，表面光滑，而受到行业青睐与重视。

CN201510602875.3公开了一种含有改性丁二烯橡胶的3D打印光敏树脂材料，按质量百分比由组分：改性丁二烯橡胶为10-30％；丙烯酸类树脂为30-80％；稀释剂为10-40％；引发剂为1-2％；促进剂为1-2％组成。本发明通过阴离子聚合得到带有端羟基的聚丁二烯遥爪聚合物，再和丙烯酸进行酯化，引入双键基团得到的效果是：通过阴离子合成法，得到分子量分布较窄的聚合物，利于加工，引入橡胶链段，有效解决了普遍存在的脆性问题，通过与光敏树脂原有体系之一的丙烯酸进行酯化引入双键，使相容性问题得到根本解决。本发明还提供了一种含有改性丁二烯橡胶的3D打印光敏树脂材料的制备方法。

CN201510881469.5公开了一种纯阳离子型3D打印立体光刻快速成型光敏树脂及制备方法和应用，由以下原料按质量百分数组成：15～95%含硅氧烷脂环族环氧树脂；1～30%氧杂环丁烷化合物；1～50%脂环族环氧化合物；1～25%脂肪族环氧化合物；1～12%阳离子型引发剂。将所述原料组份按所述的质量配比混合；然后，加热、搅拌，即在温度20～80℃，搅拌5～120分钟，使之成为透明的淡黄色均匀液体。本发明制备的光敏树脂刺激性小和挥发物少，制备步骤简便；光敏性好，其临界曝光量Ec小于19.0mJ/cm2。成型零件的精度高，成型零件的翘曲因子CF(6)在±0.01范围内，CF(11)在±0.03范围内。采用本发明制备的光敏树脂打印出的零件成形精度比现行的光敏树脂打印出的零件成形精度更高。

对于柔软型的3D打印，对其耗材光敏树脂的柔韧性有非常严格的要求，因此，制得的3D打印材料解决了其流动性匹配和成型速度与3D打印机匹配的技术难题，同时解决目前市售3D打印材料强度低、着色困难等问题，综合改善3D打印材料的强度、流动性和脱模性等性能，并降低了3D打印材料的成本是目前行业突破难点。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种本发明涉及光敏树脂的配方及制备方法，尤其是一种高强度3D打印光敏树脂材料，包括以下步骤：

1、预聚物的制备：

按重量份，将10～60份将光敏树脂聚合物单体、0.01～0.1份环戊二烯三羰基铼,0.1-1份6,6,7,7,8,8,8-七氟-5,5-双(三氟甲基)-1,3-辛二烯,0.1-1份α-烯基磺酸钠，0.5～2份光引发剂和1～2份终止剂、5～20份交联剂、100-200份溶剂，在90℃～110℃下进行预聚反应制得预聚物，反应时间1～2.5小时，得到预聚物。

、3D打印光敏树脂的制备

按重量份，将20～60份上述步骤1制得的预聚物与0.5～0.8份光引发剂、1.5～3份终止剂、5～15份交联剂、0.1～3份功能化纳米粒子、0.5～1份颜色添加剂、0.5～2份增溶剂，室温下混合，聚合，制得3D打印光敏树脂材料

步骤(1)中所述的光敏树脂聚合物单体选自：环氧丙烯酸酯类化合物单体、甲基丙烯酸酯类化合物单体和丙烯酸聚氨酯类化合物单体。

步骤(1)中所述的溶剂包括芳香烃类溶剂、脂肪烃类溶剂、脂环烃类溶剂、卤化烃类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、二醇衍生物和/或含氮溶剂，优选为苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、氯仿、全氯乙烯、三氯乙烯、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、乙烯乙二醇醚、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚和/或三乙醇胺。

步骤2中所述的功能化纳米粒子的粒径为1nm～100μm，其包括金属氧化物颗粒、盐类颗粒、含硅化合物颗粒和纳米金属粉末中的一种或多种，其中，所述金属氧化物颗粒包括纳米级金属单质、多种纳米级金属单质的混合物和纳米级合金粉末，优选为纳米磷酸钙、纳米碳酸钙、纳米氧化铝。