一种低粘度3D打印光固化材料制造技术

本发明专利技术公开了一种低粘度3D打印光固化材料，按照重量份数计，包括：氨基甲酸酯丙烯酸酯60‑75份，聚乙烯二醇15‑25份，阳离子型单体25‑4份，引发剂0.5‑2份，促进剂2.5‑4份，助剂0.5‑2份，其中，氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150‑175mPs.s，其在3D打印过程中，喷头工作温度为50‑55℃下，表面张力为39.5‑39.1mN/m；配制材料时，将促进剂加入至阳离子型单体中混合均匀后使用，阳离子型单体与所述促进剂的质量之比为10:1。本发明专利技术无需活性稀释剂，光固化速度较快，并且光固化后材料的力学性能较好，相对成本降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3D打印
，具体涉及一种低粘度3D打印固化材料。
技术介绍
三维快速成型技术是现在制造技术中较为热门的技术，是一种叠层制造技术，其原理是通过向物品分层添加材料创造实物。其通过离散获得堆积的路径、限制和方式，通过堆积材料叠加形成三维实体，与计算机系统结合，以提高快速成型效率和精度，与传统的去除成型形成鲜明的对照，其工艺流程主要包括三维模型构造、近似处理、切片处理、截面加工、截面叠加、后处理等。其中3DP工艺采用三维立体成型，通过喷头用粘结剂将零件的截面打印在材料粉末上面，或者将成型树脂一层一层喷出，分别固化粘结成型，其成型过程是将各个二维截面重叠粘结成为一个三维实体，该方法具有速度快的有点，适合制造各种复杂形状的零部件，并且无污染。其中，光固化立体成型技术在大物件、精细度、快速成型等方面有其它成型技术无法比拟的优点，但是其成本相对较高。在3D打印光固化材料方面，要求材料具有较低的粘度、固化速度快、固化后的强度高、柔韧性适中，但是现在常用的光固化树脂由于其本身分子结构性能的影响，相对粘度较高，需要配合大量的稀释剂使用，相对成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种低粘度3D打印光固化材料，本专利技术的材料中采用氨基甲酸酯丙烯酸作为光敏树脂齐聚物，是一种低粘度高性能的光敏树脂，选择脂环族环氧或者氧杂环丁烷作为阳离子型单体，光敏树脂齐聚物与阳离子型单体配合，有助于降低了光敏树脂齐聚物的粘度，无需活性稀释剂，光固化速度较快，并且光固化后材料的力学性能较好。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种低粘度3D打印光固化材料，按照重量份数计，光固化材料配方中包括：其中，所述氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150-175mPs.s，其在3D打印过程中，喷头工作温度为50-55℃下，表面张力为39.5-39.1mN/m；配制材料时，将所述促进剂加入至所述阳离子型单体中混合均匀后使用，所述阳离子型单体与所述促进剂的质量之比为10:1。进一步优选地，所述阳离子型单体为脂环族环氧或氧杂环丁烷，所述促进剂为苄醇，所述苄醇为3,4-二甲氧基苄醇或3，4-亚甲二氧基苄醇。进一步优选地，所述引发剂包括：1-羟基环己基苯甲酮，2-乙基-9,10-二甲氧基蒽。进一步优选地，所述助剂包括：流平剂、抗氧剂、阻聚剂。进一步优选地，所述抗氧剂包括以下中的一种或几种：叔丁基对苯二酚、亚磷酸三壬基苯基酯、二亚磷酸酯季戊四醇二异葵酯。进一步优选地，所述阻聚剂包括以下中的一种或几种：氧化铜、硫酸铜、硫酸亚铁。本专利技术的有益效果是:本专利技术涉及一种低粘度3D打印光固化材料，本专利技术的材料中采用氨基甲酸酯丙烯酸酯作为光敏树脂齐聚物，是一种低粘度高性能的光敏树脂，选择脂环族环氧或者氧杂环丁烷作为阳离子型单体，光敏树脂齐聚物与阳离子型单体配合，有助于降低了光敏树脂齐聚物的粘度，无需活性稀释剂，光固化速度较快，并且光固化后材料的力学性能较好，相对成本降低。本专利技术的材料粘度相对较低，在50-55℃的喷头工作温度下，喷射正常，无溅射现象出现，并且材料固化后的体积收缩较小，无明显变形现象，材料综合力学性能较好。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，本专利技术的具体实施方式由以下实施例详细给出。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1实施例1中公开了一种3D打印光固化材料，实施例1中的材料配方如表1中所示。表1 实施例1中的配方表组分含量氨基甲酸酯丙烯酸酯70聚乙烯二醇20脂环族环氧321-羟基环己基苯甲酮1.5苄醇3.2助剂1.8实施例2实施例2中公开了一种3D打印光固化材料，实施例2中的材料配方如表2中所示。表2 实施例2中的配方表组分含量氨基甲酸酯丙烯酸酯60聚乙烯二醇15脂环族环氧251-羟基环己基苯甲酮0.5苄醇2.5助剂0.5实施例3实施例3中公开了一种3D打印光固化材料，其配方如表3中所示。表3 实施例3中的配方表组分含量氨基甲酸酯丙烯酸酯75聚乙烯二醇25脂环族环氧401-羟基环己基苯甲酮2苄醇4助剂2还设计了其它实施例，选择氧杂环丁烷作为阳离子型单体，通过实验验证，脂环族环氧与氧杂环丁烷分别与苄醇配合，在整个材料配方中的作用相差不大。其中，上述氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150-175mPs.s，其在3D打印过程中，喷头工作温度为50-55℃下，表面张力为39.5-39.1mN/m；配制材料时，将上述促进剂加入至上述阳离子型单体中混合均匀后使用，上述阳离子型单体与上述促进剂的质量之比为10:1。上述引发剂还可以是2-乙基-9,10-二甲氧基蒽。上述助剂包括：流平剂、抗氧剂、阻聚剂。上述抗氧剂可以选择：叔丁基对苯二酚、亚磷酸三壬基苯基酯、二亚磷酸酯季戊四醇二异葵酯。上述阻聚剂可以选择：氧化铜、硫酸铜、硫酸亚铁。其中，上述阻聚剂的含量要严格控制，阻聚剂的含量过多，影响最终产品的光固化性能，阻聚剂的用量占助剂中的1.0％。上述苄醇可以是3,4-二甲氧基苄醇或3,4-亚甲二氧基苄醇，通过实验验证，苄醇种类的选择对实验结果影响不大。在上述实施例中，上述氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150-175mPs.s，其粘度较低，反应温度控制在交底的温度下进行，为了避免副反应影响打印产品性能，在上述实施例中的配方中，添加了聚乙二醇，上述聚乙二醇提供了柔性分子链段，使氨基甲酸酯丙烯酸酯分子链伸展更容易，更有助于粘度降低。对比例设计对比例与实施例1中对比，在材料体系中没有加阳离子型单体和促进剂苄醇，如表4中所示。表4 对比例的配方表组分含量氨基甲酸酯丙烯酸酯70聚乙烯二醇201-羟基环己基苯甲酮1.5助剂1.8将上述表1-4中的四组材料按照表中组分配置成材料，采用3D打印机进行打印测试，实验表明实施例1-3中的材料，在50-55℃的喷头环境下，正常喷射，无溅射现象，并且固化后体积收缩较小，其中实施例1中的固化收缩率为1.9％，实施例2中的固化收缩率为2.2％，实施例3中的固化收缩率为2.0％，实施例1中的材料打印出来的产品稳定性相对较好，实施例1-3中的产品固化后均没有明显变形。对比例中的材料，在50-55℃的喷头环境下，开始正常喷射，中后过程中，出现溅射现象，并且固化后的产品收缩率为3.7％，产品稳定性相对较差。并且打印成型后的产品固化时间较实施例1-3中的固化时间长。实施例1-3的材料中采用氨基甲酸酯丙烯酸酯作为光敏树脂齐聚物，是一种低粘度高性能的光敏树脂，选择脂环族环氧或者氧杂环丁烷作为阳离子型单体，光敏树脂齐聚物与阳离子型单体配合，有助于降低了光敏树脂齐聚物的粘度，无需活性稀释剂，光固化速度较快，并且光固化后材料的力学性能较好，相对成本降低。实施例1-3的材料粘度相对较低，在50-55℃的喷头工作温度下，喷射正常，无溅射现象本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低粘度3D打印光固化材料，其特征在于，按照重量份数计，光固化材料配方中包括：其中，所述氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150‑175mPs.s其在3D打印过程中，喷头工作温度为50‑55℃下，表面张力为39.5‑39.1mN/m；配制材料时，将所述促进剂加入至所述阳离子型单体中混合均匀后使用，所述阳离子型单体与所述促进剂的质量之比为10:1。

【技术特征摘要】
1.一种低粘度3D打印光固化材料，其特征在于，按照重量份数计，光固化材料配方中包括：其中，所述氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150-175mPs.s其在3D打印过程中，喷头工作温度为50-55℃下，表面张力为39.5-39.1mN/m；配制材料时，将所述促进剂加入至所述阳离子型单体中混合均匀后使用，所述阳离子型单体与所述促进剂的质量之比为10:1。2.根据权利要求1所述的一种低粘度3D打印光固化材料，其特征在于，所述阳离子型单体为脂环族环氧或氧杂环丁烷，所述促进剂为苄醇，所述苄醇为3,4-二甲氧基苄醇或3，4...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭池，黄祺，王智，梁园，陈号，徐军，戴晨雨，
申请(专利权)人：苏州秉创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32