[发明专利]一种用于光固化3D打印高韧性制品的光敏树脂组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于光固化3D打印高韧性制品的光敏树脂组合物及其制备方法。按百分比含量计，将5‑30% MBS树脂溶解于乙酸乙酯/乙酸乙烯酯中制成MBS溶液，而后混合加入20‑60%丙烯酸基封端的柔性聚氨酯预聚体、20‑60%丙烯酸酯类树脂、5‑30%聚乙二醇二甲基丙烯酸酯类树脂、20‑50%活性稀释剂混合升温至30‑110^oC，搅拌混合0.5‑12h，真空除溶剂，最后加入0.1‑1.0%消泡剂、0.1‑1.0%流平剂、0.1‑1.0%抗氧化剂和0.1‑5.0%光引发剂，经搅拌混合均匀后，即得到用于光固化3D打印高韧性制品的光敏树脂组合物。本发明制备的用于光固化3D打印的高韧性光敏树脂组合物除了具有高韧性的特点，还具有低粘度、低收缩及高固化速度等符合光固化3D打印成型工艺的特性。

技术领域

本发明涉及一种用于光固化3D打印高韧性制品的光敏树脂组合物及其制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

光固化3D打印技术，其本质是一种叠加型先进制造技术，主要原理是将所需成型的物体通过数字模型离散化，再通过材料的有序堆积制成所需的成型件。具有成型速度快、打印精度高、表面质量好等优点。目前，光固化3D打印成型主要是激光立体光固化(Stereolithography Appearance，简写为SLA)3D打印成型和数字光投影(Digital LightProcession，简写为DLP)3D打印成型。而其配套的光敏树脂是实现光固化3D打印的核心技术。

3D打印的材料有很多种，如丙烯酸酯类和环氧类光敏树脂是目前常用的3D打印光固化材料，然而在应用中存在一些缺点：丙烯酸酯类光敏树脂的固化过程是自由基连锁聚合机理，最终形成致密、不均匀的网络，导致产品脆硬并且具有明显的收缩和较大的残余应力，不仅影响3D打印精度而且还影响产品的应用性，另外丙烯酸树脂还有氧阻聚问题；环氧类光敏树脂虽然没有氧阻聚问题，但是固化速度慢，影响3D打印效率，还需要较贵的阳离子催化剂，成本较高。上述这两类材料主要用来进行热固性树脂材料的3D打印，具有较高的硬度，但是这类树脂存在韧性不足、抗冲击性差、弹性差的缺陷。如中国专利文献CN104765251A公开了一种高韧性3D打印用光敏树脂及其制备方法，该方法采用韧性光敏树脂和刚性光敏树脂为原料，用在SLA或DLP的3D打印中，得到了硬质热固性材料，提高了材料的韧性，但是仍存在氧阻聚的问题。

因而开发用于光固化3D打印高韧性制品的光敏组合物是一个新的研究方向。MBS树脂是甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，是一种通用型的MBS类核-壳型抗冲击改性剂，它可为多种工程塑料提供抗冲击性和模量保持的综合性能。可应用在以下工程塑料树脂上以提高抗冲击强度：聚碳酸酯(PC)、PC/ABS、聚酯(PET，PBT)以及这些聚合物的增强增韧。如郭涛等人发明的“一种PC/ABS合金材料制备方法和应用”。另外MBS树脂也可用于紫外光固化涂料的制备，如曲少春发明的“一种固化速度快的涂料及其制备方法”。

发明内容

针对现有的技术情况，本发明的目的在于提供一种用于光固化3D打印高韧性制品的光敏树脂组合物及其制备方法。本发明提供的光敏树脂组合物成本低廉、适用性广，用于光固化3D打印技术，有效地降低了光固化3D打印高韧性制品光敏树脂价格、打印出的制品机械性能优异，为光固化3D打印技术的大规模应用奠定了基础。

所述用于光固化3D打印高韧性制品的光敏树脂组合物，其原料包括如下质量百分含量的组分：

所述的丙烯酸基封端的柔性聚氨酯预聚体的结构式为：

上式中，R₁，R₂不限于所列的类别。

所述用于光固化3D打印高韧性制品的光敏树脂组合物的制备方法，步骤包括：