紫外激光固化的光敏树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种紫外激光固化的光敏树脂及其制备方法，本光敏树脂包括如下重量份数的原料组分：丙烯酸酯树脂10～50份、含羟基的丙烯酸酯类单体5～40份、环氧树脂10～50份、氧杂环丁烷化合物5～30份、阳离子型光聚合引发剂1～10份、自由基型光聚合引发剂1‑10份和硅烷偶联剂1～5份。本方法将所述原料按重量份数配比混合，然后在20～80℃温度条件下加热搅拌30～150分钟，使之成为淡黄色透明液体。本光敏树脂有效提高了光敏性，降低了临界曝光量，提高打印零件的力学性能和耐水性。

【技术实现步骤摘要】
紫外激光固化的光敏树脂及其制备方法
本专利技术涉及一种紫外激光固化的光敏树脂及其制备方法。
技术介绍
激光3D打印可连续快速打印三维物体，其大多采用特殊蜡材、光敏树脂、粉末状金属或塑料等可粘合材料作为打印材料介质。其中光敏树脂通常由两部分组成，即光引发剂和树脂，树脂由预聚物、稀释剂及少量助剂组成。当光敏树脂中的光引发剂被特定光源照射吸收能量时，会产生自由基或阳离子，自由基或阳离子使单体和活性齐聚物活化，从而发生交联反应而生成高分子固化物。传统光敏树脂的光敏性较差，临界曝光量大，临界曝光量决定了光敏树脂发生凝胶时的最低能量，因此影响了打印零件的固化速度及固化效果，提高了打印成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是紫外激光固化的光敏树脂及其制备方法，本光敏树脂有效提高了光敏性，降低了临界曝光量，提高打印零件的力学性能和耐水性。为解决上述技术问题，本专利技术紫外激光固化的光敏树脂包括如下重量份数的原料组分：丙烯酸酯树脂10～50份、含羟基的丙烯酸酯类单体5～40份、环氧树脂10～50份、氧杂环丁烷化合物5～30份、阳离子型光聚合引发剂1～10份、自由基型光聚合引发剂1-10份和硅烷偶联剂1～5份。进一步，所述丙烯酸酯树脂是聚氨酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、聚醚丙烯酸酯树脂或纯丙烯酸酯树脂。进一步，所述含羟基的丙烯酸酯类单体是指分子中含有一个或者两羟基的单官能度、双官能度或三官能度丙烯酸酯类单体。进一步，所述环氧树脂是脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其混合物。进一步，所述氧杂环丁烷化合物是指含有氧杂环丁烷基团的一系列有机物，包括含有一个氧杂环丁烷基团、两个氧杂环丁烷基团或三个氧杂环丁烷基团的系列有机物。进一步，所述阳离子型光聚合引发剂是二芳基碘鎓六氟磷酸盐、二芳基碘鎓六氟锑酸盐、三芳基硫鎓六氟磷酸盐或三芳基硫鎓六氟锑酸盐。进一步，所述自由基型光聚合引发剂是二苯甲酮、安息香二甲醚、4-苯甲酰基-4-甲基二苯基硫醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、双（2,4,6-三甲基苯甲酰）苯基氧化膦或2-异丙基硫杂蒽酮。进一步，所述硅烷偶联剂是3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或2-（3，4-环氧环乙烷）乙基三甲氧基硅烷。一种所述紫外激光固化的光敏树脂的制备方法，将所述原料按重量份数配比混合，然后在20～80℃温度条件下加热搅拌30～150分钟，使之成为淡黄色透明液体。由于本专利技术紫外激光固化的光敏树脂及其制备方法采用了上述技术方案，即本光敏树脂包括如下重量份数的原料组分：丙烯酸酯树脂10～50份、含羟基的丙烯酸酯类单体5～40份、环氧树脂10～50份、氧杂环丁烷化合物5～30份、阳离子型光聚合引发剂1～10份、自由基型光聚合引发剂1-10份和硅烷偶联剂1～5份。本方法将所述原料按重量份数配比混合，然后在20～80℃温度条件下加热搅拌30～150分钟，使之成为淡黄色透明液体。本光敏树脂有效提高了光敏性，降低了临界曝光量，提高打印零件的力学性能和耐水性。具体实施方式本专利技术紫外激光固化的光敏树脂包括如下重量份数的原料组分：丙烯酸酯树脂10～50份、含羟基的丙烯酸酯类单体5～40份、环氧树脂10～50份、氧杂环丁烷化合物5～30份、阳离子型光聚合引发剂1～10份、自由基型光聚合引发剂1-10份和硅烷偶联剂1～5份。优选的，所述丙烯酸酯树脂是聚氨酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、聚醚丙烯酸酯树脂或纯丙烯酸酯树脂。优选的，所述含羟基的丙烯酸酯类单体是指分子中含有一个或者两羟基的单官能度、双官能度或三官能度丙烯酸酯类单体。优选的，所述环氧树脂是脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其混合物。优选的，所述氧杂环丁烷化合物是指含有氧杂环丁烷基团的一系列有机物，包括含有一个氧杂环丁烷基团、两个氧杂环丁烷基团或三个氧杂环丁烷基团的系列有机物。优选的，所述阳离子型光聚合引发剂是二芳基碘鎓六氟磷酸盐、二芳基碘鎓六氟锑酸盐、三芳基硫鎓六氟磷酸盐或三芳基硫鎓六氟锑酸盐。优选的，所述自由基型光聚合引发剂是二苯甲酮、安息香二甲醚、4-苯甲酰基-4-甲基二苯基硫醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、双（2,4,6-三甲基苯甲酰）苯基氧化膦或2-异丙基硫杂蒽酮。优选的，所述硅烷偶联剂是3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或2-（3，4-环氧环乙烷）乙基三甲氧基硅烷。一种所述紫外激光固化的光敏树脂的制备方法，将所述原料按重量份数配比混合，然后在20～80℃温度条件下加热搅拌30～150分钟，使之成为淡黄色透明液体。阳离子光聚合的机理为阳离子型光聚合引发剂在紫外光的照射下产生超强质子酸，引发单体聚合，在这个过程中，羟基作为链转移剂，可以加速阳离子的聚合速度。通常光敏树脂中一般采用聚己内酯多元醇和聚四氢呋喃醚多元醇等作为羟基供体，但是这类多元醇都不参与反应，对最终打印出来模型的力学强度和耐水性都有影响。本光敏树脂中所用含羟基的丙烯酸酯类单体不仅提供促进阳离子聚合速度的羟基，而且可以参与自由基体系的固化交联反应，能提高最终打印出来产品的力学强度和耐水性。实施例一1.在装有搅拌器和冷凝管的5000毫升玻璃三口瓶中，加入甲基丙烯酸羟乙酯410克，3,3-﹝氧基双亚甲基﹞-双﹝3-乙基﹞氧杂环丁烷600克，聚氨酯丙烯酸树脂700克，脂环族环氧树脂1000克，1-羟基环己基苯甲酮100克，三芳基硫鎓六氟锑酸盐130克，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅60克。2.加热至50℃，搅拌60分钟，使之成为淡黄色透明均匀液体，这种液体即为配制的一种光敏树脂。测得它的临界曝光量EC为14.3mj/cm2。3.采用联泰公司生产的Lite300型SLA3D打印机制作测试件，然后在功率500毫瓦的紫外箱后固化90分钟，测得测试件的翘曲因子CF（6）=0.01，CF（11）=0.02、拉伸强度30.2MPa、断裂伸长率15.1%、抗冲击强度为14.3J/m；测得它们的24小时吸水率小于0.5%。实施例二1.在装有搅拌器和冷凝管的5000毫升玻璃三口瓶中，加入季戊四醇三丙烯酸酯410克，3,3-﹝氧基双亚甲基﹞-双﹝3-乙基﹞氧杂环丁烷600克，聚氨酯丙烯酸树脂700克，脂环族环氧树脂1000克，1-羟基环己基苯甲酮100克，三芳基硫鎓六氟锑酸盐130克，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅60克。2.加热至50℃，搅拌60分钟，使之成为淡黄色透明均匀液体，这种液体即为配制的一种光敏树脂。测得它的临界曝光量EC为13.1mj/cm2。3.采用联泰公司生产的Lite300型SLA3D打印机制作测试件，然后在功率500毫瓦的紫外箱后固化90分钟，测得它们的翘曲因子CF（6）=0.01，CF（11）=0.03、拉伸强度28.7MPa、断裂伸长率11.1%、抗冲击强度为12.8J/m、24小时吸水率小于0.5%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外激光固化的光敏树脂，其特征在于：本光敏树脂包括如下重量份数的原料组分：丙烯酸酯树脂10～50份、含羟基的丙烯酸酯类单体5～40份、环氧树脂10～50份、氧杂环丁烷化合物5～30份、阳离子型光聚合引发剂1～10份、自由基型光聚合引发剂1‑10份和硅烷偶联剂1～5份。

【技术特征摘要】
1.一种紫外激光固化的光敏树脂，其特征在于：本光敏树脂包括如下重量份数的原料组分：丙烯酸酯树脂10～50份、含羟基的丙烯酸酯类单体5～40份、环氧树脂10～50份、氧杂环丁烷化合物5～30份、阳离子型光聚合引发剂1～10份、自由基型光聚合引发剂1-10份和硅烷偶联剂1～5份。2.根据权利要求1所述的紫外激光固化的光敏树脂，其特征在于：所述丙烯酸酯树脂是聚氨酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、聚醚丙烯酸酯树脂或纯丙烯酸酯树脂。3.根据权利要求1所述的紫外激光固化的光敏树脂，其特征在于：所述含羟基的丙烯酸酯类单体是指分子中含有一个或者两羟基的单官能度、双官能度或三官能度丙烯酸酯类单体。4.根据权利要求1所述的紫外激光固化的光敏树脂，其特征在于：所述环氧树脂是脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或其混合物。5.根据权利要求1所述的紫外激光固化的光敏树脂，其特征在于：所述氧杂环丁烷化合物是指含有氧杂环丁烷基团的一系列有机物，包括含有一个氧杂环丁烷基团、两个氧杂环丁烷基团或三个氧杂环丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊杰，
申请(专利权)人：惠展电子材料上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31