一种3D打印用的光固化树脂材料制造技术

本发明专利技术公开了一种3D打印用的光固化树脂材料，其由以下重量份计的原料组成：环氧丙烯酸树脂75~85份、活性稀释剂1~5份、光引发剂1~5份、其他助剂1~3份、石墨烯1~10份及多壁碳纳米管1~10份；其中，所述环氧丙烯酸树脂、石墨烯及多壁碳纳米管的重量比为80:(2~5):(2~8)。本发明专利技术将石墨烯及多壁碳纳米管分散于光固化树脂中，制得的光固化树脂材料在一定程度上提高了普通光固化树脂的断裂延长率和最大弯曲应变使得3D 打印机打印出来的成型部件具有更好的力学性能，大大改善了现有技术中3D 打印后部件的性能，具有良好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料领域，特别是一种3D打印用的光固化树脂材料。
技术介绍
3D 打印技术又称增材制造技术，实际上是快速成型领域的一种新兴技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。基本原理是叠层制造，逐层增加材料来生成三维实体的技术。目前，3D 打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些传统依赖的精细加工工艺。另外，3D 打印技术逐渐应用于医学、生物工程、建筑、服装、航空等领域，为创新开拓了广阔的空间。但是，目前SLA 和DLP 上使用的光固化树脂材料普遍存在力学性能较差，树脂较脆，韧性差，断裂伸长率较低，抗冲击性不高，自由基与阳离子混杂型光固化树脂打印后存放几个月弯折容易开裂，自由基型光固化树脂收缩大、硬度和拉伸断裂伸长率较低。力学性能差的光固化树脂材料不能打印出理想的实物，这些缺点限制了快速成型技术的推广。而且，3D打印技术打印出来的产品在储存，运输以及使用过程中，由于周围环境及空气中湿度，有害颗粒及气体等的影响，在其表面容易滋生细菌，富集污染物质等，会对人体健康造成不利影响。目前，市面上流行的3D打印产品及其原材料的抗菌防污自清洁功能并不是很理想，还有待提高。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种3D打印用的光固化树脂材料，其还具有良好的柔韧性和优异的力学性能，进一步拓宽了3D 打印的应用范围。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种3D打印用的光固化树脂材料，其由以下重量份计的原料组成：环氧丙烯酸树脂75~85份、活性稀释剂1~5份、光引发剂1~5份、其他助剂1~3份、石墨烯1~10份及多壁碳纳米管1~10份；其中，所述环氧丙烯酸树脂、石墨烯及多壁碳纳米管的重量比为80:(2~5):(2~8)。在本专利技术中，所述环氧丙烯酸树脂、石墨烯及多壁碳纳米管的重量比为80:3:2。在本专利技术中，一种3D打印用的光固化树脂材料由以下重量份计的原料组成：环氧丙烯酸树脂80份、活性稀释剂2份、光引发剂1份、其他助剂2份、石墨烯3份及多壁碳纳米管2份。在本专利技术中，一种3D打印用的光固化树脂材料由以下重量份计的原料组成：环氧丙烯酸树脂80份、活性稀释剂2份、光引发剂1份、其他助剂2份、石墨烯5份及多壁碳纳米管8份。在本专利技术中，所述环氧丙烯酸树脂制备方法如下：称取一定量环氧树脂，将其溶于甲苯溶剂中，搅拌使溶液呈稀释状，倒入三口烧瓶后置于90℃油浴加热并搅拌，使其充分溶解；另外准确量取一定量丙烯酸置于烧杯中，并加入N,N-二甲苯胺、对苯二酚配成丙烯酸体系，充分搅拌后，将上述丙烯酸体系逐滴滴入90℃的环氧树脂中，稳定反应1小时，然后逐步升温至95℃，再反应1小时；反应结束后产物进行抽滤，冷却至室温，得到浅黄色透明胶状液体，即环氧丙烯酸树脂；其中环氧树脂和丙烯酸的质量比为2.5:1，N,N-二甲苯胺和阻聚剂对苯二酚的质量比为1:3，N,N-二甲苯胺与环氧树脂的质量比为1:12。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术将石墨烯及多壁碳纳米管分散于光固化树脂中，制得的光固化树脂材料在一定程度上提高了普通光固化树脂的断裂延长率和最大弯曲应变使得3D 打印机打印出来的成型部件具有更好的力学性能，大大改善了现有技术中3D 打印后部件的性能，具有良好的市场应用前景。具体实施方式在本专利技术中，（1）环氧丙烯酸树脂的制备：称取一定量环氧树脂，将其溶于甲苯溶剂中，搅拌使溶液呈稀释状，倒入三口烧瓶后置于90℃油浴加热并搅拌，使其充分溶解；另外准确量取一定量丙烯酸置于烧杯中，并加入N,N-二甲苯胺、对苯二酚配成丙烯酸体系，充分搅拌后，将上述丙烯酸体系逐滴滴入90℃的环氧树脂中，稳定反应1小时，然后逐步升温至95℃，再反应1小时；反应结束后产物进行抽滤，冷却至室温，得到浅黄色透明胶状液体，即环氧丙烯酸树脂；其中环氧树脂和丙烯酸的质量比为2.5:1，N,N-二甲苯胺和阻聚剂对苯二酚的质量比为1:3，N,N-二甲苯胺与环氧树脂的质量比为1:12。（2）石墨烯由以下方法制得：取一定量酸素石墨，在空气中1000℃处理2小时，然后在8%H2的氮氢混合气中1100℃原位还原处理1.0小时，再加入质量比3%的聚乙二醇酯和质量比5.0%的四羧酸二酐二萘，与水配成浓度为82.0%的浆体，先在功率为700W的超声波辅助下进行4000转/min球磨10小时，再调整至300W超声波下进行2000转/min球磨5小时，球磨后经高速离心机10000转/min分离，冷冻干燥，获得石墨烯固体。（3）所述石墨烯/TiO2清洁材料制备方法如下：将石墨烯超声搅拌，700KW超声震动和1300r/min离心速度搅拌，分散于乙醇中，得到石墨烯分散液；将TiO2粉末加入100ml乙醇中，在1300kW超声震动和1500r/min离心速度搅拌下分散100min后制得TiO2分散液；在100kW超声下往石墨烯分散液中缓慢滴加TiO2分散液，超声60min，然后抽滤、烘干，制得石墨烯/TiO2清洁材料，其中，所述石墨烯与TiO2的质量比为1:3。所述TiO2粉末优选为平均粒径约15nm的二氧化钛颗粒。（4）所述多壁碳纳米管/纳米银抗菌材料制备方法如下：将多壁碳纳米管加入100ml去离子水中，在800kW超声震动和1300r/min离心速度搅拌下分散200min后制得碳纳米管分散液；在500kW超声下往碳纳米管分散液中加入纳米银颗粒，超声90min，然后抽滤、烘干，制得多壁碳纳米管/纳米银抗菌材料，其中，所述多壁碳纳米管与纳米银的质量比为2:5。所述纳米银颗粒优选为平均粒径约10nm的纳米银颗粒。下面结合实施例对本专利技术进行详细的说明。实施例1一种3D打印用的光固化树脂材料，其由以下重量份计的原料组成：环氧丙烯酸树脂80份、活性稀释剂2份、光引发剂1份、其他助剂2份、石墨烯3份及多壁碳纳米管2份。该3D打印用的光固化树脂材料的制备方法如下：（1）将石墨烯和多壁碳纳米管分别进行经过硅烷偶联剂KH550或YDH-42表面处理；（2）称取环氧丙烯酸树脂，加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，使体系充分搅拌至稀释状，将体系黏度调节到12厘泊左右，同时或可轻微水浴加热，使各物质之间混合均匀；向步骤（1）获得的溶液中加入安息香双甲醚和异丙基硫杂蒽酮，置于水浴中升温溶解，充分搅拌，待固体颗粒物全部溶解，停止搅拌，冷却至室温，即得到光固化树脂。实施例2基于实施例1，不同之处在于：所述环氧丙烯酸树脂、石墨烯及多壁碳纳米管的重量比为80:5:8。实施例3基于实施例1，不同之处在于：所述环氧丙烯酸树脂、石墨烯及多壁碳纳米管的重量比为80:5:15。实施例4基于实施例1，不同之处在于：所述环氧丙烯酸树脂、石墨烯及多壁碳纳米管的重量比为80:12:3。实施例5一种3D打印用的光固化树脂材料，其由以下重量份计的原料组成：环氧丙烯酸树脂80份、活性稀释剂2份、光引发剂1份、其他助剂2份、石墨烯/SiO2 3份及多壁碳纳米管/碳酸钙2份。该3D打印用的光固化树脂材料的制备方法如下：（1）所述石墨烯/ SiO2的制备：将石墨烯超声搅拌，700KW超声震动和1300r/min离心速度搅拌,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印用的光固化树脂材料，其由以下重量份计的原料组成：环氧丙烯酸树脂75~85份、活性稀释剂1~5份、光引发剂1~5份、其他助剂1~3份、石墨烯1~10份及多壁碳纳米管1~10份；其中，所述环氧丙烯酸树脂、石墨烯及多壁碳纳米管的重量比为80:(2~5):(2~8)。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印用的光固化树脂材料，其由以下重量份计的原料组成：环氧丙烯酸树脂75~85份、活性稀释剂1~5份、光引发剂1~5份、其他助剂1~3份、石墨烯1~10份及多壁碳纳米管1~10份；其中，所述环氧丙烯酸树脂、石墨烯及多壁碳纳米管的重量比为80:(2~5):(2~8)。2.根据权利要求1所述的3D打印用的光固化树脂材料，其特征在于，所述环氧丙烯酸树脂、石墨烯及多壁碳纳米管的重量比为80:3:2。3.根据权利要求1所述的3D打印用的光固化树脂材料，其特征在于，其由以下重量份计的原料组成：环氧丙烯酸树脂80份、活性稀释剂2份、光引发剂1份、其他助剂2份、石墨烯3份及多壁碳纳米管2份。4.根据权利要求1所述的3D打印用的光固化树脂材料，其特征在于，其由以下重量份计的原料组成：环氧丙烯酸树脂80...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎淑娟，
申请(专利权)人：佛山市高明区诚睿基科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44