[发明专利]一种用于3D打印展示材料的聚硫氨酯树脂及其合成方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于3D打印展示材料的聚硫氨酯树脂的合成方法，包括以下步骤：A)将异氰酸酯化合物、催化剂和增韧剂混合，搅拌至透明，然后与巯基化合物混合，进行预聚合反应，得到预聚体；B)在避光条件下，将预聚体和活性稀释剂、光引发剂、流平剂、消泡剂混合，搅拌至透明，在紫外光照射下固化成型。本发明提供的合成方法制备工艺简单，采用聚氨酯树脂作为预聚体制备的光敏树脂紫外光固化速度快，透明性好，黏度适中，流动性稳定，更便于3D打印成型，收缩率符合要求，具有一定的韧性和强度。满足了客户和市场的要求，具有较大的社会和经济效益。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种用于3D打印展示材料的聚硫氨酯树脂及其合成方法和应用。

背景技术

3D打印，是一种快速成型的增材制造技术。自20世纪80年代问世以来就由于可以进行精细化加工制备高精度和高难度的成品，成型速度快，制备周期短，生产效率高，绿色环保等优势得到了快速的发展，广泛应用于工业设计、航空航天、食品领域以及生物医疗等领域。

光敏树脂作为光固化技术的原料，它的性能直接决定着打印过程和固化制品的性能。光敏树脂主要是由预聚物、活性稀释剂、光引发剂和添加剂组成。固化过程不需要加热，且无溶剂挥发，是一种节能环保的材料。

现有的光敏树脂存在透明度差，固化速度慢的问题，阻碍了3D打印技术的进一步发展。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于3D打印展示材料的聚硫氨酯树脂及其合成方法和应用，合成的聚硫氨酯树脂透明度高，固化速度快。

为达到上述目的，本发明提供了一种用于3D打印展示材料的聚硫氨酯树脂的合成方法，包括以下步骤：

A)将异氰酸酯化合物、催化剂和增韧剂混合，搅拌至透明，然后与巯基化合物混合，进行预聚合反应，得到预聚体；

B)在避光条件下，将预聚体和活性稀释剂、光引发剂、流平剂、消泡剂混合，搅拌至透明，在紫外光照射下固化成型。

本发明首先将异氰酸酯化合物、催化剂和增韧剂混合，搅拌至透明，然后与巯基化合物混合，进行预聚合反应，得到预聚体。

本发明优选的，所述异氰酸酯化合物选自脂肪族多异氰酸酯化合物，包括但不限于1，6-己二异氰酸酯、丁烯二异氰酸酯、2，4，4-三甲基-1，6-己二异氰酸酯、2，2，4-三甲基己二异氰酸酯、1，6，11-十一烷三异氰酸酯、双(异氰酸乙酯基)碳酸脂等中的一种或多种；更优选为1，6-己二异氰酸酯、2，4，4-三甲基-1，6-己二异氰酸酯、2，2，4-三甲基己二异氰酸酯、双(异氰酸乙酯基)碳酸脂等中的一种或几种。

所述异氰酸酯化合物优选为50～70重量份，更优选为50～60重量份。

本发明优选的，所述巯基化合物选自甲二硫醇、乙二硫醇、1，2-丙二硫醇、1，2，3-丙三硫醇、1，6-己二硫醇、1，1-环己二硫醇、2，2-二甲基丙烷-1，3-二硫醇、2，3-二巯基-1-丙醇(2-巯基乙酸酯)、2，3-二巯基-1-丙醇(3-巯基丙酸酯)、双(巯基乙基)醚、2-巯基乙酸酯、3-巯基丙酸酯等中的一种或多种；更优选为乙二硫醇、1，2-丙二硫醇、2，2-二甲基丙烷-1，3-二硫醇、2，3-二巯基-1-丙醇(3-巯基丙酸酯)、双(巯基乙基)醚等中的一种或几种。

所述2-巯基乙酸酯优选为二(巯基乙酸)-1,4-丁二酯。

所述3-巯基丙酸酯优选为3-巯基丙酸乙酯。

所述巯基化合物优选为30-50重量份，更优选为40～50重量份。

本发明优选的，所述催化剂选自二丁基二氯化锡。

所述催化剂的用量优选为巯基化合物和异氰酸酯化合物质量的0.1％-1％。