[发明专利]一种光敏材料组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于3D打印材料技术领域，公开了一种光敏材料组合物及其制备方法和应用。该光敏材料组合物包括以下组分：多元醇化合物、氧杂环丁烷化合物、丙烯酸树脂单体、环氧化合物、丙烯酸树脂、环氧树脂和光引发剂；丙烯酸树脂单体25℃下的粘度小于180cps；环氧化合物在25℃下的粘度小于300cps。本发明提供的光敏材料组合物用于3D打印能够实现快速固化，在较快的打印速度下，打印得到各项机械性能较优异的三维物体，三维物体的尺寸长期稳定性强。且光敏材料组合物粘度低，减少光敏材料组合物在产品和零件上的残留，利于工序中的清洗，能够减少后处理步骤，提高3D打印的效率和缩短生产周期。

技术领域

本发明属于3D打印材料技术领域，特别涉及一种光敏材料组合物及其制备方法和应用。

背景技术

光敏树脂材料，是3D打印中的重要材料，光敏树脂由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光(紫外线)引发剂或称为光敏剂，在一定波长的紫外光照射下立刻引起聚合反应，完成固化。光敏树脂一般为液态，用于制作高强度、耐高温、防水等的材料。光敏树脂3D打印常用于国内主流SLA(立体光刻)快速成型设备的制备。

国内外对光敏树脂材料进行了大量的研究，目前市面上存在一些非常低粘度的树脂，其流平速度快，能够提高打印速度，以及低粘度使打印件的残留液体易于清洗。但这些低粘度树脂(＜300cps)大部分含有大量的脂环族环氧树脂(如2021p)，该成分对水分很敏感，使树脂使用超过一定时间后，会出现机械强度降低和尺寸不稳定的问题。这些都极大地限制了光敏树脂材料的应用范围，也影响光敏树脂材料在3D打印领域的应用。

因此，希望提供一种光敏树脂材料，使得其具有较低的粘度，且通过3D打印获得的成型产品具有良好的机械强度和尺寸长期稳定性，以促进光敏树脂材料的应用，尤其是在3D打印成型产品方面的应用。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种光敏材料组合物，具有较低的粘度，且使用所述光敏材料组合物通过3D打印获得的成型产品具有良好的机械强度，且长期的尺寸稳定性强。

发明构思：采用环氧化合物、环氧树脂、丙烯酸树脂单体和丙烯酸树脂搭配使用，与多元醇化合物和氧杂环丁烷化合物共同作用，形成光敏树脂材料；通过控制环氧化合物和丙烯酸树脂单体的黏度，得到光敏材料组合物，经3D打印获得的成型产品具有良好的机械强度，且长期的尺寸稳定性强。

本发明的第一方面提供一种光敏材料组合物。

具体的，一种光敏材料组合物，包括以下组分：多元醇化合物、氧杂环丁烷化合物、丙烯酸树脂单体、环氧化合物、丙烯酸树脂、环氧树脂和光引发剂；所述丙烯酸树脂单体在25℃下的粘度小于180cps；所述环氧化合物在25℃下的粘度小于300cps。

发明人发现若仅用环氧化合物或仅用丙烯酸树脂单体，虽然可以降低粘度，但也会降低SLA成型件的力学性能，导致产品变脆，固化后收缩，尺寸长期稳定性差。

优选的，所述丙烯酸树脂单体在25℃下的粘度小于150cps，所述环氧化合物在25℃下的粘度小于200cps。

优选的，所述丙烯酸树脂单体和丙烯酸树脂的质量比为(2-20)：(5-30)；进一步优选的，所述丙烯酸树脂单体和丙烯酸树脂的质量比为(2-20)：(5-30)。

优选的，所述环氧化合物和环氧树脂的质量比为(1-40)：(30-70)；进一步优选的，所述环氧化合物和环氧树脂的质量比为(1-40)：(30-70)。

优选的，所述多元醇化合物选自季戊四醇、乙二醇(EG)、1,2-丙二醇(1,2-PG)、1,4-丁二醇(BDO)、1,6-己二醇(HD)、新戊二醇(NPG)、二缩二乙二醇(EG)、一缩二丙二醇(I)(PG)、三羟甲基丙烷(TMP)、甘油、聚醚多元醇或聚酯多元醇中的至少一种。