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三维打印用漆酚树脂及其制备方法技术

技术编号:19072619 阅读:17 留言:0更新日期:2018-09-29 16:32
本发明专利技术涉及三维打印用漆酚树脂及其制备方法。其制备方法如下:将漆酚树脂或漆酚衍生物与双烯类单体按质量比100:1~100:50混合,然后添加二者总质量1%的光引发剂并搅拌均匀,即得到三维打印用漆酚树脂。该三维打印用漆酚树脂可在紫外光辐照下,通过双烯类单体种类和用量的控制改变树脂基本物理性能和碳碳双键(C=C)的含量,即双烯类单体种类微调树脂使用性能,同时通过控制自由基的含量来实现漆酚树脂的可控自由基交联聚合。该三维打印用漆酚树脂可以适用于多种光固化三维打印技术,并可适用于制造脱胎漆器等漆器工艺品领域。

【技术实现步骤摘要】
三维打印用漆酚树脂及其制备方法
本专利技术属于三维打印树脂领域,具体涉及一种三维打印用漆酚树脂及其制备方法。
技术介绍
漆器工艺精湛、千文万华,特别是近代脱胎漆器不仅是中国漆艺术瑰宝。然而,随着时代更迭,漆器工艺复杂、价格高昂的短板凸显,市场需求大为减少,产业发展遇到瓶颈。天然生漆是中国漆器的主要原材料。漆酚是生漆的主要成分,是带有几种不饱和支链的邻苯二酚衍生物的混合物。生漆的固化(漆酚的交联)由于条件的不同,机理差异大,性能也不同。传统工艺中,生漆的固化多采用常温或者热固化法,即在漆酶的催化(<70℃)或者高温促进下,漆酚中的邻苯二酚结构首先发生氧化聚合反应,随后不饱和支链进一步发生自由基链式反应而聚合成膜。按照常温固化法,生漆固化往往需要数天时间,即便是高温固化法,生漆固化时间也仅能缩短至2-3h(150℃时)。这就导致漆器的制作耗时耗力,尤其是脱胎漆艺完成一件制品少则三五月,多则数年。近年来,漆酚的光固化技术得到关注,紫外光引发漆酚侧链自由基聚合交联成膜,该技术将生漆的固化时间缩短至30min以内。随着三维打印技术等新工艺的崛起,漆艺产业振兴重燃希望。然而目前漆酚紫外光辐照聚合技术由于固化时间无法缩短至1-2min内,还难以应用于漆器的三维打印。因此,以振兴中国漆艺产业计,研发一种可直接三维制造的漆酚树脂迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对漆酚树脂现有固化技术的不足,提供一种三维打印用漆酚树脂及其制备方法。经本专利技术改性后的漆酚树脂在紫外光辐照下容易交联固化且交联可控,紫外固化时间由原来的200s提升至10-100s。为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种三维打印用漆酚树脂的制备方法:将漆酚树脂或漆酚衍生物与双烯类单体按质量比100:1~100:50混合,然后添加二者总质量1%的光引发剂,混合并搅拌均匀,即得到三维打印用漆酚树脂。该三维打印用漆酚树脂可以适用于多种光固化三维打印技术,并可适用于制造脱胎漆器等漆器工艺品领域。所述的漆酚衍生物包括漆酚缩醛、漆酚冠醚中的一种。所述的双烯类单体为1,3-戊二烯、1,4-己二烯中的一种。所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的一种。所述的光固化三维打印技术为立体光固化成型技术(SLA)、数字光投影技术(DLP)、激光熔覆沉积技术(LCD)中的一种。本专利技术将同时具有不饱和双键双烯类单体引入到漆酚树脂中,并辅以紫外光引发剂加速漆酚树脂的紫外光固化。该三维打印用漆酚树脂通过双烯类单体用量的控制调控漆酚树脂中碳碳双键(C=C)的含量,以此可控调节漆酚树脂的紫外光自由基交联固化。同时,双烯类单体种类和用量又可调节漆酚树脂中柔性链段的含量,进而调控漆酚树脂的成型收缩率、弯曲性能等三维打印性能。这种三维打印用漆酚树脂可适用于多种三维光固化成型技术。一种如上所述的制备方法制得的三维打印用漆酚树脂的可控固化方法:该三维打印用漆酚树脂可在380nm紫外光辐照下,通过双烯类单体用量来改变树脂中碳碳双键(C=C)的含量,即控制自由基含量来实现漆酚树脂的可控紫外光自由基交联聚合。研究结果表明,漆酚树脂交联速率实现了提升与可控,即紫外固化时间由200s提升至30-100s,并且随着双烯类单体用量的变化而呈现递增趋势。一种如上所述的三维打印用漆酚树脂的使用性能调控方法:该三维打印用漆酚树脂可通过调控双烯类单体用量来改变树脂中柔性链的含量,即调控漆酚树脂的使用性能。研究结果表明,漆酚树脂的成型收缩率随着双烯类单体用量的增大而略微增大,而弯曲性能则得到改善。该三维打印用漆酚树脂交联性能用凝胶含量测试,即交联度(详见实施实例),无水乙醇为溶剂;成型收缩率测试以成形后树脂放置24小时,在温度为23℃,相对湿度为50±5%条件下测量出的相应尺寸之差;弯曲性能采用漆膜圆柱弯曲试验仪测试。与现有技术相比,本专利技术涉及的三维打印用漆酚树脂的优点在于:该三维打印用漆酚树脂具备漆酚树脂的优异性能如热氧化稳定性、电绝缘性能、耐候性等;漆酚树脂的紫外光快速固化,使其具备了在漆工艺自动化技术和增材制造
的潜在应用能力;同时,通过双烯类单体种类和用量的调控不仅可以微调树脂使用性能和紫外光自由基交联聚合,还可以降低了漆酚树脂的应用成本。三维打印用漆酚树脂实现了复杂漆艺的快速成型。附图说明图1为本专利技术的漆酚分子式;图2为本专利技术的三维打印用漆酚树脂光固化机理。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步的描叙,但不受限于这些实施例。实施例1将漆酚树脂和1,3-戊二烯以质量比100:20混合,并添加二者总质量1%的光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮搅拌均匀,即得到三维打印用漆酚树脂;将三维打印用漆酚树脂涂覆在马口铁上(厚度为100μm),在380nm紫外光(100μW/cm2)辐照下,漆酚树脂可在20s内交联固化,交联度为91.8%,树脂膜弯曲性能达到5mm未出现裂痕。用3D打印机打印成样条,样条的成型收缩率为0.4%。实施例2将漆酚缩甲醛和1,3-戊二烯以质量比100:1混合,并添加二者总质量1%的光引发剂2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮搅拌均匀,即得到三维打印用漆酚树脂;将三维打印用漆酚树脂涂覆在马口铁上(厚度为100μm),在380nm紫外光(100μW/cm2)辐照下,漆酚树脂可在60s内交联固化,交联度为90.1%,树脂膜弯曲性能达到5mm未出现裂痕。用3D打印机打印成样条,样条的成型收缩率为0.5%。实施例3将漆酚冠醚和1,4-己二烯以质量比100:20混合,并添加二者总质量1%的光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦搅拌均匀,即得到三维打印用漆酚树脂;将三维打印用漆酚树脂涂覆在马口铁上(厚度为100μm),在380nm紫外光(100μW/cm2)辐照下,漆酚树脂可在25s内交联固化,交联度为88.3%,树脂膜弯曲性能达到3mm未出现裂痕。用3D打印机打印成样条,样条的成型收缩率为0.5%。实施例4将漆酚冠醚和1,4-己二烯以质量比100:50混合,并添加二者总质量1%的光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯搅拌均匀,即得到三维打印用漆酚树脂。将三维打印用漆酚树脂涂覆在马口铁上(厚度为100μm),在380nm紫外光(100μW/cm2)辐照下,漆酚树脂可在15s内交联固化,交联度为93.2%,树脂膜弯曲性能达到1mm未出现裂痕。用3D打印机打印成样条,样条的成型收缩率为0.2%。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例,凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本专利技术的涵盖范围。本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种三维打印用漆酚树脂的制备方法,其特征在于:将漆酚树脂或漆酚衍生物与双烯类单体按质量比100:1~100:50混合,然后添加二者总质量1%的光引发剂,混合并搅拌均匀,即得到三维打印用漆酚树脂。

【技术特征摘要】
1.一种三维打印用漆酚树脂的制备方法,其特征在于:将漆酚树脂或漆酚衍生物与双烯类单体按质量比100:1~100:50混合,然后添加二者总质量1%的光引发剂,混合并搅拌均匀,即得到三维打印用漆酚树脂。2.根据权利要求1所述的三维打印用漆酚树脂的制备方法,其特征在于:所述的漆酚衍生物包括漆酚缩醛、漆酚冠醚中的一种。3.根据权利要求1所述的三维打印用漆酚树脂的制备方法,其特征在于:所述的双烯类单体为1,3-戊二烯、1,4-己二烯中的一种。4.根据权利要求1所述的三维打印用漆酚树脂的制备方法,其特征在于:所述的光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲...

【专利技术属性】
技术研发人员:薛涵与林棋李心忠方润
申请(专利权)人:闽江学院
类型:发明
国别省市:福建,35

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