一种纳米改性的3D打印光敏树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种纳米改性的3D打印光敏树脂及其制备方法和应用，3D打印光敏树脂按质量百分比计包括如下组分：低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％，该配方使纳米颗粒与树脂得到了均匀融合，纳米无机材料的使用使打印材料的质感得到起升，并且在机械性能获得了提高，提高了产品的实用性，并且本发明专利技术的3D打印材料生产成本适中，生产过程简单，易于工业化生产。

Nano modified 3D printing photosensitive resin and preparation method and application thereof

The invention relates to a nano-modified 3D printing photosensitive resin and its preparation method and application. The 3D printing photosensitive resin comprises the following components according to mass percent: low molecular weight copolymer polyethylene glycol diacrylate 10%~70%; active copolymer trimethylolpropane trimethylacrylate 20~40%; methacrylic acid. Methyl ester 2-10%; functional nanoparticles 2-20%; antioxidant 0.5-5%; initiator 2-5%; the formula makes nanoparticles and resins fused uniformly. The use of nano-inorganic materials makes the texture of printing materials rise, and the mechanical properties are improved, and the practicability of the products is improved. The 3D printing material of the invention has the advantages of moderate production cost, simple production process and easy industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米改性的3D打印光敏树脂及其制备方法和应用
本专利技术属于3D打印材料领域，涉及一种纳米改性的3D打印光敏树脂，还涉及该光敏树脂的制备方法和应用。
技术介绍
目前使用感光聚合材料(主要是光敏树脂)作为打印材料的3D打印技术主要有：立体光刻快速成型SLA，DLP投影式三维打印工艺，连续无分层液体界面提取技术CLIP，微滴喷射(Inkjet)和双光子聚合光固化成形。目前常见的光敏树脂分为两大类，丙烯酸酯类和环氧树脂类。而丙烯酸酯类的光敏树脂在光照下，引发剂产生自由基，引发自由基聚合反应形成高分子长链。由于其反应速度快，所需的固化时间较短，成本低等优势而被广泛使用。但是自由基聚合反应受到氧气的影响：自由基会与空气中的氧气发生反应，从而被消耗，导致聚合反应受阻。宏观表现为，光敏树脂固化后的表层没有完全固化，手感黏腻，不仅影响产品的质感也大大降低了产品的精度。因此，急需一种改性的3D打印光敏树脂，克服现有技术中光敏树脂固化后手感粘腻，精度不够，材料性能达不到预期效果的缺陷。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种纳米改性的3D打印光敏树脂；本专利技术的目的之二在于提供所述纳米改性的3D打印光敏树脂的制备方法；本专利技术的目的之三在于提供所述纳米改性的3D打印光敏树脂在作为3D打印材料中的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：1、一种纳米改性的3D打印光敏树脂，按质量百分比计包括如下组分：低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％。本专利技术优选的，所述低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯的平均数均分子量700的质量百分比为5～40％，平均数均分子量575的质量百分比为5～30％。本专利技术优选的，所述功能性纳米颗粒为碳纳米管、锐钛型TiO2和纳米氧化锆颗粒中的至少一种。本专利技术优选的，所述功能性纳米颗粒的直径为15～25nm。本专利技术优选的，所述抗氧化剂为硫代二丙酸双十八醇酯、季戊四醇和硫代二丙酸二月松脂中的一种。本专利技术优选的，所述引发剂为光引发剂819。2、所述纳米改性的3D打印光敏树脂的制备方法，将低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯；功能性纳米颗粒；抗氧化剂和引发剂均匀混合，用冷冻球磨机在转速为300～500rpm条件下研磨。3、所述纳米改性的3D打印光敏树脂在作为3D打印材料中的应用。本专利技术的有益效果在于：本专利技术公开了一种纳米改性的3D打印光敏树脂，该配方使纳米颗粒与树脂得到了均匀融合，纳米无机材料的使用使打印材料的质感得到起升，并且在机械性能，防尘性以及抗菌性均获得了提高，提高了产品的实用性。解决当前DLP技术，在3D打印成型过程中有产品手感粘腻的缺陷，打印平台和树脂槽底部由于之前固化的树脂而难以剥离的问题，从而大大提高了DLP打印技术的精度。并且本专利技术的3D打印材料生产成本适中，生产过程简单，易于工业化生产。附图说明图1是不同配方下3D打印成品的表面精度结果(A：未改性配方；B：实施例1配方；C：实施例2配方)。具体实施方式下面将对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1一种纳米改性的3D打印光敏树脂，按照质量百分比计，各组分配比如下：将上述材料按照如上质量百分比进行配比混合后，加入可控低温行星式球磨机在5～10℃，转速为300～500rpm下研磨2小时制备混合料即可。实施例2一种纳米改性的3D打印光敏树脂，按照质量百分比计，各组分配比如下：将上述材料按照如上质量百分比进行配比混合后，加入可控低温行星式球磨机在5～10℃，转速为300～500rpm下研磨2小时制备混合料即可。将制得的纳米改性的3D打印光敏树脂作为3D打印原料，然后检测产品性能，同时以未改性配方最为对照(未改性配方同实例1，但未添加任何纳米颗粒)，结果如表1所示：表1.纳米改性的3D打印光敏树脂产品性能性能未改性配方实施例1实施例2完全固化时间/s905550冲击强度/J/M130360410拉伸强度/MPa8.1210.0512.32断裂伸长率/％174558结果显示，使用本专利技术制得的纳米改性的3D打印光敏树脂固化时间缩短，冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率均显著增加，结果表明本专利技术制得的纳米改性的3D打印光敏树脂的产品性能得到提高。不同配方下3D打印成品，结果如图1所示。结果显示，使用本专利技术配方进行3D打印的成品表面更光滑，表明表面精度更好。本专利技术中，低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％均可解决手感粘腻和精度问题。优选的，低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯的平均数均分子量700的质量百分比为5～40％，平均数均分子量575的质量百分比为5～30％。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本专利技术进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本专利技术权利要求书所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米改性的3D打印光敏树脂，其特征在于，按质量百分比计包括如下组分：低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％。

【技术特征摘要】
1.一种纳米改性的3D打印光敏树脂，其特征在于，按质量百分比计包括如下组分：低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％。2.根据权利要求1所述一种纳米改性的3D打印光敏树脂，其特征在于：所述低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯的平均数均分子量700的质量百分比为5～40％，平均数均分子量575的质量百分比为5～30％。3.根据权利要求1所述一种纳米改性的3D打印光敏树脂，其特征在于：所述功能性纳米颗粒为碳纳米管、锐钛型TiO2和纳米氧化锆颗粒中的至少一种。4.根据权利要求1所述一种纳米改性的3D打...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹婧，李猛，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50