[发明专利]一种3D打印用水洗SLA光敏树脂材料及其制备、使用方法

说明书

本发明提供了一种3D打印用水洗SLA光敏树脂材料及其制备、使用方法，该水洗树脂的制备方法包括以下步骤：将光固化单体、树脂、引发剂及各添加剂依次加入到容器中低速搅拌后得到混合液体；将搅拌好的树脂过滤除去杂质后经抽真空消泡得到水洗树脂液体材料；使用SLA打印机制作得模型样品，利用水将固化后树脂样件涮洗干净并用气枪吹干，再将样品置于紫外灯箱中进行后固化，最后根据样件使用工况决定是否进行热处理。本发明的水洗树脂材料适用于市面主流SLA打印机，光固和热固化后树脂样件表面细节精度高、尺寸稳定性好，力学性能优异，主要体现在具有较高强度和模量，且具有较高缺口冲击强度。

技术领域

本发明涉及一种光固化树脂材料及其制备、使用方法，尤其涉及一种水洗SLA树脂材料及其制备、使用方法，属于3D打印新材料开发领域。

背景技术

3D打印机中的SLA打印机市场占有率高、应用广泛，目前，与之配套的光敏树脂材料固化后，需使用有机溶剂单体进行残余树脂的清洗，以得到表面干爽的样件。工业酒精因其廉价易被广泛使用于各SLA机器后处理清洗车间，清洗工作中不仅对人体和周围环境造成伤害，且易燃、易爆、不易贮存，因此亟待开发出一种安全、环保，后处理成本更加低廉的树脂材料，同时具有优异的力学性能、成型率和打印效率高。

CN110818852A公开了一种用于可水洗3D打印的DLP用光敏树脂，通过自由基引发剂固化丙烯酸酯体系，得到力学性能较优光敏树脂。此配方中，使用单纯的丙烯酸酯体系，固化后收缩率高，对于体积较大或底面积较大模型，极易造成较大形变和尺寸偏差，给实际使用带来极大不便，因此，该方法不适用于大幅面生产用机台使用；CN114573761A公开了一种可水洗双重固化光敏树脂混合物，通过合成一种水溶性固化剂得到可水洗双重固化3D打印树脂。由于固化剂的存在，在打印成型过程中树脂聚合放热局部温度升高极易造成非造型区域树脂固化，进而缩短树脂槽内树脂使用寿命甚至影响打印件精度，给实际操作带来极大不便，因此，该方法不适用于大幅面生产用机台使用，特别不适合于SLA机台。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可水洗，后处理操作简便、适于大幅面SLA机台的光敏树脂材料及其制备、使用方法。本发明的水洗光敏树脂材料具有低收缩率及较优力学性能，且适用于市面大部分主流SLA机台。

为达上述目的，本发明提供一种3D打印用水洗SLA树脂材料，以重量百分比计，其原料组成包括：丙烯酸酯单体40％-70％、丙烯酸酯树脂20％-50％、自由基引发剂1％-3％、消泡剂0.02％-0.08％、填料3％-10％，各原料的重量百分比之和为100％。

在上述水洗SLA树脂材料中，优选地，所述丙烯酸酯单体包括N-丙烯酰吗啉(ACMO)、双丙酮丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)中的一种或几种。

在上述水洗SLA树脂材料中，优选地，所述丙烯酸酯树脂包括广东蜂巢公司的E1220、E1228、E1231、ARKEMA公司的N3D-W1109、N3D-W2509中的一种或几种的组合。

在上述水洗SLA树脂材料中，优选地，所述自由基引发剂包括苯乙酮、a-羟基酮、a-氨基酮、双-(2,4,6)-三甲基苯甲酰基苯基氧化膦中的一种或几种的组合。

在上述水洗SLA树脂材料中，优选地，所述消泡剂为BYK 024、BYK 016、BYK 028中的一种或几种。

在上述水洗SLA树脂材料中，优选地，所述填料包括空心玻璃微珠HM 15。

本发明还提供一种用于制备水洗SLA树脂材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将丙烯酸酯单体、丙烯酸酯树脂，依次称量加入到烧杯中，插入温度探针后开启加热盘，低速搅拌得混合液体；

(2)、将消泡剂、自由基引发剂、填料依次称量加入到步骤(1)混合液体中，搅拌后得到水洗树脂混合液体；