本发明专利技术公开了一种适用于3D打印的光敏材料及其制备工艺，光敏材料由烷基氯硅烷、烷基硅氧烷、交联剂、催化剂组成；制备工艺：真空条件下，将烷基氯硅烷和烷基硅氧烷溶解于有机溶剂中，搅拌处理30min～60min，得到均质溶液；将交联剂加入到均质溶液中，反应20min～50min，使交联剂完全溶解，然后加入催化剂，得到前驱物溶液；将前驱物溶液保温4h～6h，经减压蒸发，所得粉体即为适用于3D打印的光敏材料。本发明专利技术以不同硅烷体系为主体的3D打印光敏材料，制备得到的3D打印材料具有良好的环境适应能力和良好应用潜力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光敏材料领域，具体涉及一种适用于3D打印的光敏材料及其制备工艺。
技术介绍
3D打印技术是近年来新出现的一种材料制备技术手段。3D打印的主要实现在于：通过计算机辅助技术对图形结构进行数字化处理，使打印材料按照预期的堆积方式逐层累积，最终形成所需要的结构部件。3D打印技术对于金属、陶瓷、塑料、树脂、粉体等不同类型的材料均表现出良好的成型制造能力。从目前的技术角度看，对于打印材料的研究是3D打印技术的一个研究热点。3D打印材料从出料累积到固化成型过程中主要依靠的物理化学驱动因素集中表现为光能和热能。由于温度作用时间较缓慢并且受到表明性能的影响而表现局部不均匀性，因此光固化型3D打印材料更加受到研究者们的青睐和重视，而且光固化型材料具有很明显的操作便捷性和效率优势。以各种不同结构的硅烷为原料聚合得到的高分子硅树脂材料已经在人们生活中得到的普遍应用。高分子硅树脂材料具有良好的环境适应性能，并且生物相容性好，制造方法便捷，结构性能稳定，适合于通过3D打印技术来制备各种形态的产品。中国专利CN201610332918.5公开了一种3D打印用聚酰亚胺光敏材料，其原料组分质量配比为：聚酰亚胺低聚物A的质量百分比为50-60％、活性稀释剂的质量百分比为10-30％、其他功能性单体的质量百分比为10-20％、自由基光引发剂占混合物总质量2-5％。但是该专利通过活性稀释剂和功能型单体与聚酰亚胺低聚物共聚而对目标物进行改性，而副反应的发生导致产物中杂质含量高且目标产物分子链段结构过于复杂。中国专利CN201610306034.2公开了一种高弹性3D打印材料。该专利由以下重量份数的原料组成：TPE20～35份，环烷油40～70份，PP10～25份，发泡微球3～8份，分散润滑剂0.5～1.5份，增韧剂3～8份，稳定剂1～2.5份，抗氧化剂0.5～1份。但是该专利以TPE为原料制备3D打印材料，耐油性较差，耐化学腐蚀能力较弱。因此需要专利技术一种以不同硅烷体系为主体的3D打印光敏材料，使打印材料具有良好的环境适应能力和良好应用潜力。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种适用于3D打印的光敏材料及其制备工艺。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种适用于3D打印的光敏材料，光敏材料由以下质量百分数的原料组成：烷基氯硅烷35％～45％，烷基硅氧烷40％～50％，交联剂5％～15％，催化剂2％～5％；其中，烷基氯硅烷的结构通式为：(R)nSi(Cl)m，其中R表示饱和脂肪族烷基、苯基中的任一种或几种，n和m分别为1～3的整数，并且n+m＝4；烷基硅氧烷的结构通式为：[(R)xSiO]y，其中R表示饱和脂肪族烷基，x为1～3的整数，并且y为不小于2的整数。进一步地，饱和脂肪族烷基包括：甲基、乙基、丙基中的任一种或几种。进一步地，交联剂为：正硅酸乙酯、聚硅酸乙酯中的一种或两种。进一步地，催化剂为有机锡化合物催化剂、有机过氧化物催化剂、偶氮类催化剂、茂金属类催化剂中的任一种。本专利技术的另一专利技术目的，在于提供一种上述适用于3D打印的光敏材料的制备工艺，包括以下步骤：步骤S1，真空条件下，将所述质量百分数的烷基氯硅烷和烷基硅氧烷溶解于有机溶剂中，在温度为40℃～50℃，搅拌速率为150r/min～300r/min的条件下进行搅拌处理30min～60min，得到均质溶液；步骤S2，将所述质量百分数的交联剂加入到步骤S1得到的均质溶液中，在温度为25℃～40℃，搅拌速率为120r/min～150r/min的条件下进行反应20min～50min，使交联剂完全溶解，然后加入所述质量百分数的催化剂，得到前驱物溶液；步骤S3，将步骤S2得到前驱物溶液在40℃～50℃条件下保温4h～6h，经减压蒸发，所得粉体即为适用于3D打印的光敏材料。进一步地，步骤S1中，有机溶剂为苯、甲苯、无水乙醇、丙酮中的一种或几种混合物。进一步地，步骤S2中，前驱物溶液的粘度为：200mPa·s～500mPa·s。进一步地，步骤S3中，减压蒸发为：在压力为15Pa～20Pa，温度为90℃～105℃的条件下进行减压蒸发4h～16h。进一步地，步骤S3中，适用于3D打印的光敏材料的数均相对分子质量为50000～100000。进一步地，步骤S3中，适用于3D打印的光敏材料在进行3D打印时的操作方法为：将适用于3D打印的光敏材料投入至3D打印机的收集室内，以2m/s～5m/s的打印速度进行逐层激光打印，得到打印坯体，将打印坯体在紫外光作用50min～90min进行固化，即得3D打印成品。本专利技术的优点是：1.本专利技术可以通过不同结构种类的硅烷材料通过光化学反应聚合制备，原料来源丰富，制备方法简洁，成本低效率高；2.本专利技术制备得到高分子硅树脂化学结构稳定，耐环境作用能力强，适用范围广；3.本专利技术制备得到的光敏型高分子硅树脂材料具有良好的3D打印工艺适应性，能够通过调节工艺过程控制产品的组分和性能。具体实施方式以下对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1一种适用于3D打印的光敏材料，光敏材料由以下质量百分数的原料组成：烷基氯硅烷35％，烷基硅氧烷50％，正硅酸乙酯10％，有机锡化合物催化剂5％；其中，烷基氯硅烷的结构通式为：CH3Si(Cl)3；烷基硅氧烷的结构通式为：[(CH3)SiO]2。实施例2一种适用于3D打印的光敏材料，光敏材料由以下质量百分数的原料组成：烷基氯硅烷45％，烷基硅氧烷48％，聚硅酸乙酯5％，有机过氧化物催化剂2％；其中，烷基氯硅烷的结构通式为：(C2H5)2Si(Cl)2，烷基硅氧烷的结构通式为：[(C3H8)2SiO]4。实施例3一种适用于3D打印的光敏材料，光敏材料由以下质量百分数的原料组成：烷基氯硅烷41％，烷基硅氧烷41％，正硅酸乙酯7％，聚硅酸乙酯7％，交联剂14％，偶氮类催化剂4％；其中，烷基氯硅烷的结构通式为：(C6H5)3SiCl，烷基硅氧烷的结构通式为：[(C2H6)3SiO]10。实施例4一种适用于3D打印的光敏材料的制备工艺，包括以下步骤：步骤S1，真空条件下，将所述质量百分数的烷基氯硅烷和烷基硅氧烷溶解于苯中，在温度为40℃，搅拌速率为150r/min的条件下进行搅拌处理30min，得到均质溶液；步骤S2，将所述质量百分数的交联剂加入到步骤S1得到的均质溶液中，在温度为25℃，搅拌速率为120r/min的条件下进行反应20min，使交联剂完全溶解，然后加入所述质量百分数的催化剂，得到粘度为200mPa·s的前驱物溶液；步骤S3，将步骤S2得到前驱物溶液在40℃条件下保温4h，在压力为15Pa，温度为90℃的条件下进行减压蒸发4h，所得粉体即为适用于3D打印的光敏材料；其中，适用于3D打印的光敏材料的数均相对分子质量为50000。适用于3D打印的光敏材料在进行3D打印时的操作方法为：将适用于3D打印的光敏材料投入至3D打印机的收集室内，以2m/s的打印速度进行逐层激光打印，得到打印坯体，将打印坯体在紫外光作用50min进行固化，即得3D打印成品。实施例5一种适用于3D打印的光敏材料的制备工艺，包括以下步骤：步骤S1，真空条件下，将所述质量百分数的烷基氯硅烷和烷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于3D打印的光敏材料，其特征在于，所述光敏材料由以下质量百分数的原料组成：烷基氯硅烷35％～45％，烷基硅氧烷40％～50％，交联剂5％～15％，催化剂2％～5％；其中，所述烷基氯硅烷的结构通式为：(R)nSi(Cl)m，其中R表示饱和脂肪族烷基、苯基中的任一种或几种，n和m分别为1～3的整数，并且n+m＝4；所述烷基硅氧烷的结构通式为：[(R)xSiO]y，其中R表示饱和脂肪族烷基，x为1～3的整数，并且y为不小于2的整数。
【技术特征摘要】
1.一种适用于3D打印的光敏材料，其特征在于，所述光敏材料由以下质量百分数的原料组成：烷基氯硅烷35％～45％，烷基硅氧烷40％～50％，交联剂5％～15％，催化剂2％～5％；其中，所述烷基氯硅烷的结构通式为：(R)nSi(Cl)m，其中R表示饱和脂肪族烷基、苯基中的任一种或几种，n和m分别为1～3的整数，并且n+m＝4；所述烷基硅氧烷的结构通式为：[(R)xSiO]y，其中R表示饱和脂肪族烷基，x为1～3的整数，并且y为不小于2的整数。2.根据权利要求1所述的适用于3D打印的光敏材料，其特征在于，所述饱和脂肪族烷基包括：甲基、乙基、丙基中的任一种或几种。3.根据权利要求1所述的适用于3D打印的光敏材料，其特征在于，所述交联剂为：正硅酸乙酯、聚硅酸乙酯中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的适用于3D打印的光敏材料，其特征在于，所述催化剂为有机锡化合物催化剂、有机过氧化物催化剂、偶氮类催化剂、茂金属类催化剂中的任一种。5.一种如权利要求1～4中任一项所述的适用于3D打印的光敏材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，真空条件下，将所述质量百分数的烷基氯硅烷和烷基硅氧烷溶解于有机溶剂中，在温度为40℃～50℃，搅拌速率为150r/min～300r/min的条件下进行搅拌处理30min～60min，得到均质溶液；步骤S2，将所述质量百分数的交...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈海燕，邵永奇，
申请(专利权)人：德施普科技发展温州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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