一种用于光固化3D打印的柔性材料及其应用制造技术

本发明专利技术提供的一种用于光固化3D打印的柔性材料以及该材料的应用，为液态可聚合材料，包括20‑90质量份的预聚物树脂，1‑20质量份的光引发剂，所述预聚物树脂的摩尔质量为1000‑5000g/mol，采用以上所述的材料后，本发明专利技术与现有技术相比，具有以下的优点：由于预聚物树脂的摩尔质量高，即主链长，其两端封端后，即固化后材料表现出性能为柔性好，所以该材料用于3D打印，能够展现很好的柔性特性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光固化3D打印的柔性材料及其应用
本专利技术涉及
为三维成型领域，特别涉及一种用于光固化3D打印的柔性材料及其应用。
技术介绍
光固化3D打印的技术原理是先将三维模型通过一个方向进行分层，从而获取每层的轮廓信息或者图像信息，然后通过光源来实现每层的数据信息，将聚合物单体与预聚体组成光引发剂(光敏剂)，经过UV光照射后，引起聚合反应，完成每一层的固化，重复迭代，最后形成一个三维实体模型。由于3D打印的生产周期短、生产成本低，而且无需考虑产品市场的大小，即具备不同产品的三维模型使用同样的设备与耗材即可生产不同的产品，故3D打印特别受定制化、高端化市场的青睐。但是由于光固化3D打印所用的材料对于打印后的产品的机械性能至关重要，如果需要打印件是柔性的，那么则需要开发一款柔性的材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种固化后柔性好的用于光固化3D打印的材料，以及使用该材料来进行3D打印的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种用于光固化3D打印的柔性材料，为液态可聚合材料，包括20-90质量份的预聚物树脂，1-20质量份的光引发剂，所述预聚物树脂的摩尔质量为1000-5000g/mol。采用以上所述的材料后，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点：由于预聚物树脂的摩尔质量高，即主链长，其两端封端后，即固化后材料表现出性能为柔性好，所以该材料用于3D打印，能够展现很好的柔性特性。进一步地，所述光引发剂包括安息香、二苯基乙酮、芳酰基膦氧化物、二苯甲酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮，或前述多种的混合物。进一步地，所述预聚物树脂为聚氨酯丙烯酸酯或聚氨酯甲基丙烯酸酯，以及前述两者的混合物。进一步地，所述预聚物树脂为20-40质量份的聚氨酯丙烯酸酯与30-50质量份的聚氨酯甲基丙烯酸酯。进一步地，所述预聚物树脂为10-20质量份的聚氨酯甲基丙烯酸酯与50-80质量份的聚氨酯丙烯酸酯。进一步地，还包括0.1-10质量份填料，该填料为氧化硅、氮化硅/碳酸钙、硫酸钡、滑石粉，或前述多种的混合物。进一步地，还包括1-40质量的反应稀释剂，该反应稀释剂包括丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，苯乙烯，丙烯酸，乙烯基酰胺，乙烯基醚，乙烯基酯，以及含有任何一种或多种前述物质的聚合物。进一步地，还包括0.01-5质量份的染料，该染料包括可溶性有机颜料或有机紫外光吸收剂，有机紫外光吸收剂为羟基二苯甲酮、羟苯基苯并三唑、草酰替苯胺、二苯甲酮、羟苯基三嗪和/或苯并三唑。另外，本专利技术提供的一种上述柔性材料在光固化3D打印上的应用方法，包括：(a)提供用于支撑打印件的载体和具有光固化成型表面的光学透明构件，所述载体和所述光固化成型表面之间为打印件成型区域；(b)将液态可聚合材料填充打印件成型区域，对打印件成型区域进行光照，其中收到光照的可聚合材料发生聚合反应，固化成型为打印件，且载体带动打印件远离光固化成型表面，使打印件具有生长的空间；(c)重复步骤(b)，逐层固化成型，形成完整的打印件。附图说明图1是本专利技术中柔性材料应用在光固化3D打印设备的结构示意图；图2是本专利技术中柔性材料应用在另一种光固化3D打印设备的结构示意图；其中：1、载体；2、光学透明构件；3、光源；4、可聚合材料；5、打印件。具体实施方式下面结合具体实施方式对专利技术作进一步详细地说明。要理解的是，当一个元件被提到在另一元件“上”、“附着到”另一元件上、“连接到”另一元件上、与另一元件“结合”、“接触”另一元件等时，其可以直接在另一元件上、附着到另一元件上、连接到另一元件上、与另一元件结合和/或接触另一元件或也可存在中间元件。相反，当一个元件被提到“直接在另一元件上”、“直接附着到”另一元件上、“直接连接到”另一元件上、与另一元件“直接结合”或“直接接触”另一元件时，不存在中间元件。本领域技术人员还会理解，提到与另一构件“相邻”布置的一个结构或构件可具有叠加在该相邻构件上或位于该相邻构件下的部分。空间相关术语，如“下方”、“低于”、“下部”、“上方”、“上部”等在本文中可为易于描述而使用以描述如附图中所示的元件或构件与另外的一个或多个元件或构件的关系。要理解的是，空间相关术语除附图中描绘的取向外还意在包括器件在使用或运行中的不同取向。例如，如果倒转附图中的器件，被描述为在其它元件或构件“下方”或“下面”的元件则将取向在其它元件或构件“上方”。因此，示例性术语“下方”可包括上方和下方的取向两者。器件可以以其它方式取向(旋转90度或其它取向)并相应地解释本文所用的空间相关描述词。类似地，除非明确地另行指示，术语“向上”、“向下”、“垂直”、“水平”等在本文中仅用于解释说明。一种用于光固化3D打印的柔性材料，该材料为液态的可聚合材料4，可聚合材料4包括20-90质量份的预聚物树脂，1-20质量份的光引发剂，特别的，所述光引发剂可以是安息香、二苯基乙酮、芳酰基膦氧化物、二苯甲酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮，或前述多种的混合物，该预聚物树脂的摩尔质量为1000-5000g/mol，优选的预聚物树脂的摩尔质量为2000-3000g/mol。具体的，所述预聚物树脂为聚氨酯丙烯酸酯或聚氨酯甲基丙烯酸酯，以及前述两者的混合物，其中聚氨酯甲基丙烯酸酯由于其结晶度高，所以混合物中聚氨酯甲基丙烯酸酯比例提高，固化后的混合物的机械性能也会随之变高，其模量也会提高。优选的，所述可聚合材料4还包括0.1-10质量份填料，具体的该填料可以是氧化硅、氮化硅/碳酸钙、硫酸钡、滑石粉，或前述多种的混合物；以及1-40质量的反应稀释剂，该反应稀释剂可以是丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，苯乙烯，丙烯酸，乙烯基酰胺，乙烯基醚，乙烯基酯，以及含有任何一种或多种前述物质的聚合物；以及0.01-5质量份的染料，该染料包括可溶性有机颜料或有机紫外光吸收剂，有机紫外光吸收剂为羟基二苯甲酮、羟苯基苯并三唑、草酰替苯胺、二苯甲酮、羟苯基三嗪和/或苯并三唑。采用光固化原理的3D打印设备包括两种打印方式：一、光固化3D打印设备结构由上至下分别是载体1、光学透明构件2、光源3，其中光源3设置在光学透明构件2的下方，如图1所示，光学透明构件2具有光固化成型表面，载体1和光固化成型表面之间为打印件成型区域，可聚合材料4填充打印件成型区域，光源3向三维成型区域提供光，可聚合材料4在光的诱发下发生固化，光固化成型表面为可聚合材料4与光学透明件的接触面收到光照的部分，所述载体1连有机械驱动装置，载体1将固化层(可聚合材料4光固化后)向上提升，可聚合材料4回流到光固化成型表面后，再继续收到光照进行固化，这样逐层制造，形成完成的打印件；二、光固化3D打印设备结构由上至下分别是光源3、光学透明构件2、载体1，其中载体1设置在光学透明构件2的下方，如图2所示，光学透明构件2具有光固化成型表面，载体1和光固化成型表面之间为打印件成型区域，可聚合材料4填充打印件成型区域，光源3向三维成型区域提供光，可聚合材料4在光的诱发下发生固化，光固化成型表面为可聚合材料4受到光照的面，光固化过程中，载体1与所述固化后的打印件5均是浸没在可聚合材料4中，载体1连有机械驱动装置，载体1将固化层(可聚合材料4光固化后)向下拉离，可聚合材料4回流到光固化成型表面后，再继续收到光照进行固化，这样逐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光固化3D打印的柔性材料，为液态可聚合材料，其特征在于，包括20‑90质量份的预聚物树脂，1‑20质量份的光引发剂，所述预聚物树脂的摩尔质量为1000‑5000g/mol。

【技术特征摘要】
1.一种用于光固化3D打印的柔性材料，为液态可聚合材料，其特征在于，包括20-90质量份的预聚物树脂，1-20质量份的光引发剂，所述预聚物树脂的摩尔质量为1000-5000g/mol。2.根据权利要求1所述的一种用于光固化3D打印的柔性材料，其特征在于，所述光引发剂包括安息香、二苯基乙酮、芳酰基膦氧化物、二苯甲酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮，或前述多种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种用于光固化3D打印的柔性材料，其特征在于，所述预聚物树脂为聚氨酯丙烯酸酯或聚氨酯甲基丙烯酸酯，以及前述两者的混合物。4.根据权利要求3所述的一种用于光固化3D打印的柔性材料，其特征在于，所述预聚物树脂为20-40质量份的聚氨酯丙烯酸酯与30-50质量份的聚氨酯甲基丙烯酸酯。5.根据权利要求3所述的一种用于光固化3D打印的柔性材料，其特征在于，所述预聚物树脂为10-20质量份的聚氨酯甲基丙烯酸酯与50-80质量份的聚氨酯丙烯酸酯。6.根据权利要求1所述的一种用于光固化3D打印的柔性材料，其特征在于，还包括0.1-10质量份填料，该填料为氧化硅、氮化硅/碳酸钙、...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡梦龙，
申请(专利权)人：宁波市石生科技有限公司，北京清锋时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33