一种用于3D打印的低收缩率光固化树脂制造技术

一种用于3D打印的低收缩率光固化树脂，各组分质量百分比为：环氧树脂55‑85%，丙烯酸酯单体或丙烯酸酯预聚体0‑15%，活性稀释剂5‑40%，引发剂5‑15%，抗收缩剂2‑10%。采用本发明专利技术制备的光固化树脂材料，能有效降低材料的收缩率，缓解光固化扫描过程中因收缩而产生的工件变形，提高工件的成形精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光固化树脂材料，具体涉及一种用于3D打印的低收缩率光固化树脂。
技术介绍
光固化立体成形技术（Stereo Lithography Apparatus，SLA）由美国3D System公司在20世纪80年代后期推出，是目前技术最成熟和应用最为广泛的快速成形技术。SLA的成形方法可为，在计算机的控制下，激光按照截面形状沿光固化树脂液面扫描，使被扫描区域的树脂固化，然后，工作台下降一个截面的高度，已固化的前一层树脂被新一层液态树脂覆盖，进行第二层激光扫描，新固化的一层粘结在了前一层树脂薄片上，如此往复，直到全部成形。光固化树脂是实现SLA成形的关键技术之一，而树脂材料的收缩率是影响工件制造精度的主要因素。树脂固化收缩会导致收缩应力的产生，收缩较大时会引起工件的翘曲变形，甚至严重变形。因此研究一种收缩率低的光固化材料，用于减小光固化过程中工件发生的收缩变形，对提高工件成形精度具有积极的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种3D打印的低收缩率光固化树脂，解决现有光固化树脂材料容易在3D打印过程中因收缩而产生的工件变形问题，提高工件的成形精度。本专利技术可通过以下技术方案来实现：一种3D打印用低收缩率光固化树脂，其中，各组分质量百分比为：环氧树脂55-85%，丙烯酸酯单体或丙烯酸酯预聚体0-15%，活性稀释剂5-40%，引发剂5-15%，抗收缩剂2-10%。优选的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，脂环族环氧树脂，氢化双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树脂中的一种或多种。优选的，所述丙烯酸酯单体为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。优选体积收缩率小于10%的丙烯酸酯单体或丙烯酸酯预聚体。优选的，所述活性稀释剂为3-羟甲基-1-氧杂环丁烷，2-羟甲基氧杂环丁烷，3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷中的一种或多种。优选的，所述引发剂为二芳基碘鎓六氟磷酸盐，二芳基碘鎓六氟砷酸盐，三芳基硫鎓六氟磷酸盐，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，二苯甲酮，安息香二甲醚，氯化二苯甲酮中的一种或多种。优选的，所述抗收缩剂为纳米二氧化硅环氧树脂分散液。所述抗收缩剂含有大量的刚性二氧化硅颗粒，能均匀分散在树脂中，与基体树脂相容性好。在树脂固化收缩的过程中，所述抗收缩剂可作为刚性骨架或支撑，从而降低树脂的收缩率。另外，相较于其他无机填料，纳米二氧化硅几乎不会吸收或散射紫外光，不会对材料紫外光固化过程造成影响。与现有技术相比，本专利技术有如下有益效果：1、本专利技术采用纳米二氧化硅环氧树脂分散液作为抗收缩剂，能有效降低材料的收缩率，且不会对光固化过程造成影响，有效缓解光固化过程中因收缩而产生的工件变形，提高工件的成形精度。2、本专利技术采用收缩率小的丙烯酸酯单体或丙烯酸酯预聚体，能进一步降低材料的收缩率。附图说明图1为用于测试光固化收缩率的H形测试工件。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术做进一步地详细说明。对比例一种用于3D打印的低收缩率光固化树脂，其中各组分质量百分比分别为：双酚A型E-51环氧树脂38%，氢化双酚A型环氧树脂24%，季戊四醇四丙烯酸酯8%，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯7%，3-羟甲基-1-氧杂环丁烷10%，2-羟甲基氧杂环丁烷8%，引发剂5%。实施例1一种用于3D打印的低收缩率光固化树脂，其中各组分质量百分比分别为：双酚A型E-51环氧树脂55%，乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5%，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10%，3-羟甲基-1-氧杂环丁烷10%，2-羟甲基氧杂环丁烷8%，纳米二氧化硅环氧树脂分散液5%，引发剂5%。实施例2一种用于3D打印的低收缩率光固化树脂，其中各组分质量百分比分别为：双酚A型E-51环氧树脂15%，脂环族环氧树脂40%，氢化双酚A型环氧树脂30%，丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯3%，3-羟甲基-1-氧杂环丁烷5%，纳米二氧化硅环氧树脂分散液2%，引发剂5%。实施例3一种用于3D打印的低收缩率光固化树脂，其中各组分质量百分比分别为：双酚A型E-51环氧树脂12%，脂环族环氧树脂20%，氢化双酚A型环氧树脂35%，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5%，丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯5%，2-羟甲基氧杂环丁烷5%，3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷3%，纳米二氧化硅环氧树脂分散液10%，引发剂5%。工件收缩率采用的测试方法为：通过在光固化快速成形设备中制作正立的H形工件，其形状及尺寸如图1所示。由于H形工件中部在制作过程中会发生横向收缩，导致工件上部尺寸与下部尺寸不一致，通过测量上部尺寸L2（对应CD距离）和下部尺寸L1（对应AB距离），计算H形工件的收缩率Sh=(L2-L1)/L1*100%。这种测试方法在实际应用中具有良好的指导意义，能较好的反映工件的收缩情况，进而反映光固化树脂材料的收缩情况。将以上实施例得到的光固化树脂材料，通过在光固化快速成型机中制作上述的正立H形工件，分别测量L1和L2的实际尺寸，然后计算Sh=(L2-L1)/L1的值，来测量工件尺寸的收缩率。其数据如下表所示： 以上实施例仅是本专利技术的优选实施方式，本专利技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本专利技术思路下的技术方案均应属于本专利技术的保护范围。应当指出，在不脱离本专利技术原理前提下的若干修改和修饰，应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于3D打印的低收缩率光固化树脂，其特征在于，各组分质量百分比为：环氧树脂55‑85%，丙烯酸酯单体或丙烯酸酯预聚体0‑15%，活性稀释剂5‑40%，引发剂5‑15%，抗收缩剂2‑10%。

【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印的低收缩率光固化树脂，其特征在于，各组分质量百分比为：环氧树脂55-85%，丙烯酸酯单体或丙烯酸酯预聚体0-15%，活性稀释剂5-40%，引发剂5-15%，抗收缩剂2-10%。2.根据权利要求1所述的低收缩率光固化树脂，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，脂环族环氧树脂，氢化双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树脂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的低收缩率光固化树脂，其特征在于，所述丙烯酸酯单体为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁博，佟凤宇，潘强，
申请(专利权)人：湖南华曙高科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43