[发明专利]一种快速固化、低收缩率的3D打印树脂

说明书

本发明提供一种新型快速固化、低收缩率的3D打印树脂，按重量份计，所述3D打印树脂的制备原料至少包括：聚氨酯丙烯酸酯预聚物40‑50份；活性稀释剂10‑30份；光引发剂1‑5份；助剂0.1‑10份。

技术领域

本发明涉及一种光敏树脂，具体涉及一种快速固化、低收缩率的3D打印树脂。

背景技术

3D打印技术，也可以称之为快速成型技术或称之为增材制造技术，是一种通过使用计算机三维控制软件以及三维打印设备，直接生产制造三维实际物体的技术。

3D打印技术按照成型方式的不同可以分为五类：熔丝沉积、立体光刻技术、选择性激光烧结、纸叠层和三维打印等方法。其中，三维打印技术成型材料使用的是液态的光固化树脂，材料经三维打印机的喷头喷孔出喷出，经紫外激光照射层层叠加成型。以微滴喷射技术为基础，使用液态光敏树脂经一定的设备喷出，在紫外光的照射下发生反应进行固化，实现逐层成型，将喷射成型技术和光固化成型技术结合，提高了技术的成型精度，降低了成本。

其中，光固化树脂很大程度上和光固化涂料相似，其组成也由预聚体、活性稀释剂、光引发剂和少量助剂组成。

其中，预聚体是光固化树脂的主要成分，往往占到树脂体系整个配方质量的50％以上。它们是多官能团的齐聚物，在光引发剂的引发下能快速发生聚合固化。预聚体决定着液态树脂的粘度、固化收缩率、固化速度以及固化后树脂的硬度、强度等重要的机械性能。一般情况下，预聚体的相对分子质量越大，固化收缩率越小，固化速度也越快，固化制品的机械性能也较好，但相对分子质量大，粘度升高，需要更多的单体稀释剂，以保持较好的流动性。

根据固化机理，预聚体可分为自由基预聚体和阳离子预聚体。常见的自由基预聚体有环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、不饱和聚酯和聚酯丙烯酸酯。它们有各自的优缺点：环氧丙烯酸酯固化快，但脆性大；聚氨酯丙烯酸酯韧性好，收缩率小，但较贵；不饱和聚酯便宜，但固化慢，聚酯丙烯酸酯粘度低，机械性能差。常见的阳离子预聚体主要有：环氧化合物和乙烯基醚，阳离子光固化树脂固化后收缩率较小，但固化速度较慢。

光固化树脂在固化前类似于涂料，固化后类似于工程塑料。因此，应用于3D打印的光敏树脂的性能也有特殊的要求。一般应符合以下要求：1、液态树脂的稳定性好；2、粘度低；3、固化速度快；4、一次固化程度高；5、固化收缩率小；6、透射深度适中；7、湿态强度高；8、溶胀小。

为了满足实际生活中的使用，本发明提供一种新型快速固化、低收缩率的3D打印树脂。

发明内容

本发明提供一种新型快速固化、低收缩率的3D打印树脂，按重量份计，所述3D打印树脂的制备原料至少包括：

作为本发明的一种实施方式，所述活性稀释剂选自N-丙烯酰吗啉、三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种。

作为本发明的一种实施方式，所述光引发剂为酰基膦氧化物。

作为本发明的一种实施方式，所述光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。

作为本发明的一种实施方式，所述助剂选自4-羟基丁基丙烯酸酯、苯基膦酸二乙酯、对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种。

作为本发明的一种实施方式，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物为球形结构。

作为本发明的一种实施方式，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备方法如下：

(1)将模板粒子浸泡在浓度为0.01wt％～50.0wt％的第一单体溶液中，模板粒子在这些溶液中保持浓度为0.1wt％～40.0wt％，浸泡24小时后，离心洗去溶液，得改性模板粒子；