一种含低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂制造技术

本发明专利技术公开了一种含低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂。该树脂由以下重量百分比计的原料组成：低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体5%~70%，甲基丙烯酸酯齐聚物0%~60%，甲基丙烯酸酯活性稀释剂10%~50%，可见光引发剂0.5%~5%，可见光吸收剂1%~5%，阻聚剂0.05%~1%。上述3D打印树脂具有较低的聚合收缩，较高的打印精度以及较好的综合力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种含低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂
本专利技术涉及光固化3D打印领域，具体涉及一种含低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂。
技术介绍
3D打印技术又称增材制造技术，是快递成型领域的一种新兴技术。3D打印技术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，其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。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。光固化3D打印技术具有成型速度快、打印精度高、表面质量好等优点，其原理是利用液态光固化材料在光辐照下快速发生聚合，光固化材料由液态迅速转变为固态。目前，光固化3D打印成型主要有激光立体光固化(StereolithographyAppearance，缩写SLA)3D打印成型和数字光投影(DigitalLightProcession，缩写DLP)3D打印成型。光固化3D打印技术常用的液态光固化材料主要为含不饱和双键的光敏树脂，如不饱和聚酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂等。但是这些树脂在光照聚合过程中会产生较大的体积收缩率，这是影响工件制造精度的主要因素。另外，树脂固化收缩会导致收缩应力的产生，收缩较大时会引起工件的翘曲变形，甚至严重变形。因此，研究一种收缩率低的光固化材料，用于减小光固化过程中工件发生的收缩变形，对提高工件成形精度具有积极的意义。
技术实现思路
本专利技术针对光固化3D打印材料具有较大收缩率，容易在3D打印过程中因收缩而产生工件变形的问题，提供了一种含有低聚合收缩率甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂。本专利技术可以通过以下技术方案来实现：一种含低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，按照重量百分比计，包括以下组分：进一步地，所述的低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的结构如下：X(CH2)n其中n为2～12。进一步地，所述的甲基丙烯酸酯齐聚物包括：二脲烷二甲基丙烯酸酯、双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油醚酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯中的一种以上。进一步地，(甲基)丙烯酸酯活性稀释剂为低粘度(甲基)丙烯酸酯单体包括：二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、三环[5.2.1.02,6]癸烷二甲醇丙烯酸中的一种以上。进一步地，所述可见光引发剂的在波长大于400nm处具有吸收峰；所述可见光引发剂包括：双(1-(2,4-二氟苯基)-3-吡咯基)二茂钛、樟脑醌、1-苯基-1,2-丙二酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种以上。进一步地，光吸收剂为在400nm左右有吸收的光吸收剂，所述的光吸收剂包括：水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、三嗪类与受阻胺类吸收剂中的一种以上。进一步地，所述阻聚剂包括：对苯二酚、对苯醌、对羟基苯甲醚、2,5-二叔丁基对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚中的一种以上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：所制备的光固化3D打印树脂具有较低的聚合收缩率，可提高打印工件的精度。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步地具体详细描述，但本专利技术的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。实施例中的低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的结构如下：X(CH2)n其中n为2～12。实施例1本实施例低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体X(CH2)n的合成方法包括如下步骤：在装有磁子的250ml三颈瓶中加入0.1molIPDI，在搅拌状态下不断加入0.05mol4,8-[5.2.1.02,6]癸烷二甲醇，用2g的溶剂淋洗恒压滴液漏斗，在60℃下反应0.5小时，直至二异氰酸酯体系中的异氰酸酯基NCO的量消耗接近理论值，水浴调节温度至90℃，然后在反应器中加入0.1mol甲基丙烯酸羟烷基酯、0.004g催化剂和0.13g阻聚剂反应，加完料用溶剂淋洗恒压滴液漏斗，反应2小时，然后对反应产物进行提纯处理。实施例2对照例1：各个组分按照质量百分数计如下：双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油醚酯49.2％，活性稀释剂二甲基丙烯酸三乙二醇酯49.2％，光引发剂1-苯基-1,2-丙二酮0.7％，光吸收剂2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑0.8％，阻聚剂对苯二酚0.1％。对照例2:各个组分按照质量百分数计如下：二脲烷二甲基丙烯酸酯49.2％，活性稀释剂二甲基丙烯酸三乙二醇酯49.2％，光引发剂1-苯基-1,2-丙二酮0.7％，光吸收剂2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑0.8％，阻聚剂对苯二酚0.1％。一种含低收缩率甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，其中各组分质量百分比为：低收缩率甲基丙烯酸酯单体X(CH2)249.2％，活性稀释剂二甲基丙烯酸三乙二醇酯49.2％，光引发剂1-苯基-1,2-丙二酮0.7％，光吸收剂2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑0.8％，阻聚剂对苯二酚0.1％。该实施例与对照例光固化产物性能对照如下：实施例3一种含低收缩率甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，其中各组分质量百分比为：低收缩率甲基丙烯酸酯单体X(CH2)210％，二脲烷二甲基丙烯酸酯30％，乙氧化(10)双酚A二甲基丙烯酸酯36.9％，活性稀释剂二甲基丙烯酸三乙二醇酯20％，光引发剂苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦1.0％，光吸收剂2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑2.0％，阻聚剂对苯二酚0.1％。该实施例制得的树脂固化后性能为：粘度527mPa·s，弯曲强度35.7MPa，弯曲模量687MPa，艾氏耐冲击强度39.3J/m，收缩率5.7％。实施例4一种含低收缩率甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，其中各组分质量百分比为：低收缩率甲基丙烯酸酯单体X(CH2)210％，双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油醚酯26.8％，乙氧化(10)双酚A二甲基丙烯酸酯30％，活性稀释剂二甲基丙烯酸三乙二醇酯30％，光引发剂苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦1.5％，光吸收剂2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑1.5％，阻聚剂对苯二酚0.2％。该实施例制得的树脂固化后性能为：粘度286mPa·s，弯曲强度50.5MPa，弯曲模量978MPa，艾氏耐冲击强度31.9J/m，收缩率5.6％。实施例5一种含低收缩率甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，其中各组分质量百分比为：低收缩率甲基丙烯酸酯单体X(CH2)540％，双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油醚酯27.8％，活性稀释剂二甲基丙烯酸三乙二醇酯30％，光引发剂苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦1.0％，光吸收剂2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑1.0％，阻聚剂对苯二酚0.2％。该实施例制得的树脂固化后聚合收缩率为4.5％。实施例6一种含低收缩率甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，其中各组分质量百分比为：低收缩率甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，其特征在于，按照重量百分比计，包括以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种含低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，其特征在于，按照重量百分比计，包括以下组分：2.根据权利要求1所述含低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，其特征在于，所述的低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的结构如下：其中n为2～12。3.根据权利要求1所述含低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，其特征在于，所述的甲基丙烯酸酯齐聚物包括：二脲烷二甲基丙烯酸酯、双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油醚酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯中的一种以上。4.根据权利要求1所述含低聚合收缩甲基丙烯酸酯单体的光固化3D打印树脂，其特征在于，所述的甲基丙烯酸酯活性稀释剂包括：二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐杰，何经纬，陈文娟，梁超，魏巍，
申请(专利权)人：深圳维示泰克技术有限公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44