[发明专利]一种光固化3D打印光敏树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种光固化3D打印光敏树脂，按照重量份数计，由以下组分制成：功能化单体2～10份、光引发剂5～10份、低聚物40～50份、活性稀释剂20～50份和添加剂1～30份。还公开了其制备方法和应用。本发明提供的一种光固化3D打印光敏树脂，可以简单实现光固化3D打印部件的表面功能化修饰。本发明的光固化3D打印光敏树脂是基于聚邻苯二酚的胺类化合物的易修饰性，结合光固化3D打印的部件制造方法得到的。所得光固化3D打印光敏树脂表层具有易于修饰的聚合物层，可以实现表面多种功能化修饰，并且不破坏原有材料的功能性，修饰层与本体之间结合性好。

技术领域

本发明涉及一种光固化3D打印光敏树脂及其制备方法和应用，具体属于3D打印技术领域。

背景技术

目前，3D打印技术(three-dimensional printing，又名增材制造)为复杂形状零件的加工提供了可能性。相比于传统的制造加工方式，3D打印在高成型难度、自定义材料以及特制性零件和器件的制造方面有明显的优势。由于其高效、低成本的制造方式，3D打印作为一种革新性的加工技术，已经在包括材料科学、生物组织工程以及微流体研究分析等领域得到了越来越多的应用。尤其是光固化方式的3D打印技术，因为其具备高的加工精度，所以在微小器件的制造领域具备更明显的优势，也得到了越来越广泛的应用。

目前针对光固化式3D打印所开发的材料主要包括丙烯酸类和环氧类光固化树脂。经过紫外光固化后，这些光敏树脂可以聚合形成固态的聚合物零件。因此，尽管光固化式3D打印提供了强有力的制造手段，但材料的单一性仍然限制了其在更多领域的应用。尤其是3D打印后所形成的聚合物材料特性，例如低导热性、不导电性以及强度低等，使3D打印部件功能单一。使3D打印技术无法实现多功能材料的打印，从而限制了其进一步的发展和应用。因此，3D打印部件的功能化成为目前研究的热点。现有技术中，所涉及到的3D打印零件功能化实现主要包括直接功能化材料的3D打印和后处理的功能化涂层两种方式。前者包括目的功能材料的直接3D打印成型。通过制备适合3D打印的功能化材料，可以实现单一的功能化材料打印，例如通过直接打印金属材料来实现3D打印部件金属化的功能。但是，因为所要实现的功能往往不能直接通过制备材料来完成，或者在打印过程中会破坏原有材料的功能性(例如3D打印部件的疏水性)，所以很难实现3D打印部件的功能化。另外也有研究通过在光敏树脂中混入所需功能相对性的粉末来实现3D打印功能化部件。但是该方法往往会降低材料的光敏性，从而限制了该技术的进一步发展。而对于聚合物表面功能化涂层这一方式，目前常用的手段是根据所需功能，通过所对应的后处理方法使3D打印部件表面实现所需要的功能。该种方式往往程序复杂，不同的功能需求需要将3D打印部件进行多步骤的后处理。因此有必要同时兼顾3D打印技术和材料选择，研究一种新的能实现多功能化的光固化3D打印光敏树脂，从而使3D打印部件只需要经过简单的后处理就能得到所需功能表面。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光固化3D打印光敏树脂及其制备方法和应用，所得光敏树脂能够简单实现多功能化，制备方法简单，易操作，产品可以用于制备表面功能化3D部件中。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种光固化3D打印光敏树脂，按照重量份数计，由以下组分制成：功能化单体2～10份、光引发剂5～10份、低聚物40～50份、活性稀释剂20～50份和添加剂1～30份。

优选地，前述光固化3D打印光敏树脂，按照重量份数计，由以下组分制成：功能化单体5份、光引发剂8份、低聚物45份、活性稀释剂35份和添加剂15份。