The invention discloses a preparation method of UV light curing organosilicon resin for direct writing forming, including: (1) preparation of siloxane solution by hydroxyl terminated siloxane and alkoxy silane acrylate, and (2) preparation of acrylate modified POSS intermediates by using epoxy modified POSS and hydroxyl acrylate. 3) the preparation of acrylate modified POSS intermediate and siloxane solution to prepare POSS modified organosilicon resin; (4) the photoinitiator is added to the modified organosilicon resin of POSS, ultrasonic oscillating, the photoinitiator is completely dissolved and dispersed to the whole system, and the solvent is removed, and the UV photocurable for direct writing is prepared. Machine silicon resin. The preparation method of fast UV photocurable silicone resin used in direct writing molding has the advantages of simple process, friendly environment and quick forming and curing. It can meet the needs of direct writing molding, and provides a new idea for the modification of UV photocurable organosilicon resin.
【技术实现步骤摘要】
用于直写成型的UV光固化有机硅树脂的制备方法
本专利技术涉及光固化材料
,尤其是涉及一种用于直写成型的UV光固化有机硅树脂的制备方法。
技术介绍
直写成型是将浆料按照预先设计的结构和成型路径挤出并逐层叠加,直至完成整个三维结构成型的增材制造方式。该技术具有制造效率高、成本低、材料适用范围广、后处理简单等多种优点。用于直写成型的浆料主要采用热固化或光固化的方式来实现快速成型,其中利用紫外光(UV)引发高分子材料发生聚合交联,能够瞬间形成固体材料,可以取代其耗能高、反应时间长的热固反应过程。有机硅树脂是一类重要的有机聚合物材料,具有优异的耐候性、耐高低温性、耐腐蚀性和抗黄变性能,通过在有机硅树脂中引入光敏基团,能够大幅提高其固化效率。可快速UV光固化的有机硅树脂结合了光固化树脂和有机硅材料的优势,能够直接用于直写成型。然而,目前报道最多的有机硅树脂为丙烯酸酯基化聚硅氧烷预聚物,由于有机硅树脂与其他树脂的相容性较差,在引入丙烯酸酯基时容易分相,极大限制了反应端基的引入;此外,丙烯酸酯基有机硅树脂在紫外固化中容易受到氧阻影响,因而影响了有机硅树脂的固化反应速度、固化精度和树脂性能。鉴于这种情况,本专利技术制备一种含低聚倍半硅氧烷(POSS)的有机硅树脂,由于POSS的三维尺寸一般在1~3nm,结构尺寸小,通过改性、接枝或物理共混方法,POSS极易与其他有机、无机材料结合,从而从分子水平上对材料性能进行改善,获得各项性能明显提升的新材料。因此,通过将POSS作为添加剂引入到有机硅树脂中,基于相似相容原理,能够得到极佳的分散性能,同时可通过化学反应键合,将POS ...
【技术保护点】
1.一种用于直写成型的UV光固化有机硅树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、将羟基封端的硅氧烷、烷氧基硅烷丙烯酸酯溶于无水溶剂Ⅰ中,搅拌至完全溶解,加入浓盐酸和去离子水,通入N2保护,在10℃~30℃下50~100rpm搅拌水解,反应8~16h,得到硅氧烷溶液;步骤二、将环氧改性POSS、羟基丙烯酸酯溶于无水溶剂Ⅱ中,搅拌至完全溶解,加入催化剂和阻聚剂,通入N2保护,油浴加热90℃~110℃,50~100rpm搅拌,反应4~8h,得到丙烯酸酯改性的POSS中间体;步骤三、将步骤二中所制得的丙烯酸酯改性的POSS中间体逐滴加入硅氧烷溶液中,在10℃~30℃下50~100rpm搅拌水解2~3h,然后升温至45℃‑55℃,减压蒸馏1~2h,得到POSS改性的有机硅树脂;步骤四、将光引发剂加入步骤三中所制得的POSS改性的有机硅树脂中,超声振荡0.5‑1h,待光引发剂完全溶解并分散至整个体系后,减压移除溶剂,制得用于直写成型的UV光固化有机硅树脂。
【技术特征摘要】
1.一种用于直写成型的UV光固化有机硅树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、将羟基封端的硅氧烷、烷氧基硅烷丙烯酸酯溶于无水溶剂Ⅰ中,搅拌至完全溶解,加入浓盐酸和去离子水,通入N2保护,在10℃~30℃下50~100rpm搅拌水解,反应8~16h,得到硅氧烷溶液;步骤二、将环氧改性POSS、羟基丙烯酸酯溶于无水溶剂Ⅱ中,搅拌至完全溶解,加入催化剂和阻聚剂,通入N2保护,油浴加热90℃~110℃,50~100rpm搅拌,反应4~8h,得到丙烯酸酯改性的POSS中间体;步骤三、将步骤二中所制得的丙烯酸酯改性的POSS中间体逐滴加入硅氧烷溶液中,在10℃~30℃下50~100rpm搅拌水解2~3h,然后升温至45℃-55℃,减压蒸馏1~2h,得到POSS改性的有机硅树脂;步骤四、将光引发剂加入步骤三中所制得的POSS改性的有机硅树脂中,超声振荡0.5-1h,待光引发剂完全溶解并分散至整个体系后,减压移除溶剂,制得用于直写成型的UV光固化有机硅树脂。2.如权利要求1所述的用于直写成型的UV光固化有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,羟基封端的硅氧烷为[(CH3)0.96(OR)0.04SiO1.5]n,其中交联端基OR为羟基-OH和烷氧基-OC2H5;烷氧基硅烷丙烯酸酯为甲基丙烯酰氧丙基三甲基硅烷。3.如权利要求1所述的用于直写成型的UV光固化有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述无水溶剂Ⅰ和无水溶剂Ⅱ均为四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙二醇二甲醚中的一种或多种。4.如权利要求1所述的用于直写成型的UV光固化有机硅树脂的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,羟基封端的硅氧烷、烷氧基硅烷丙烯酸酯的质量比为4:1,并采用...
【专利技术属性】
技术研发人员:李婧,张帅,陈素芬,彭倩玉,李洁,刘梅芳,尹强,李波,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院激光聚变研究中心,
类型:发明
国别省市:四川,51
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