一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及树脂技术领域，具体是涉及一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂及其制备方法，包括如下质量百分比的组份：光固化树脂20‑45％、改性合成柔性树脂25～50％、活性稀释剂10～30％、光引发剂0.05～5％和纳米蜡浆3‑20％，本发明专利技术提供的光固化蜡树脂，呈较好的表面光洁度，光泽均匀，透明性好，具有较高的冲击强度和耐刮性，硬度、拉伸和弯曲等力学性能优异；本发明专利技术的制备方法，其工艺简单，制备容易，便于工业化的生产制造。

A light curable wax resin for DLP 3D printing and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂及其制备方法
本专利技术涉及3D打印
，特别是涉及一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂及其制备方法。
技术介绍
随着3D打印技术的发展，其应用领域正不断扩大，目前3D打印技术分熔融沉积(FDM)、立体光刻(SLA)、数字光投影固话(DLP)、选择性激光烧结(SLS)选择性激光熔融(SLM)等，其中DLP型3D打印机多为桌面级，打印精度高，打印速度快，操作便捷，成本低，光固化树脂材料可以应用于DLP型3D打印，但现有的适用于DLP型3D打印光固化材料大多数为树脂，一般主要由预聚物、活性稀释剂、光引发剂及其他助剂组成，其中挥发性有机溶剂的使用量极少，制备过程相对安全环保，当其中的光引发剂在接受一定波长的紫外光或可见光后，引发高分子单体发生聚合反应形成高分子长链或者三维立体结构，从而固化成型。但现有的适用于DLP型3D打印光固化树脂材料，还不能满足在珠宝首饰等高精细领域的应用中，对树脂材料硬度大、韧性高、抗冲击性、粘度低及灰分小等各方面性能的要求。鉴于上述技术问题，有必要提供一款新的光固化树脂，以更好地解决上述技术问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂及其制备方法，本专利技术的光固化蜡树脂树脂，光泽均匀，透明性好，抗刮性等力学性能显著提高，便于高精度3D打印；本专利技术的制备方法，其工艺简单，制备容易，便于工业化的生产制造，且其制备的光固化蜡树脂表面细腻，呈较好的表面光洁度，光泽均匀，透明性好，具有较高的冲击强度和耐刮性，硬度、拉伸和弯曲等力学性能优异。本专利技术采用的技术方案是：一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂，包括如下质量百分比的组份：光固化树脂20-45％、改性合成柔性树脂25～50％、活性稀释剂10～30％、光引发剂0.05～5％和纳米蜡浆3-20％。进一步地，所述光固化树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的任一种或任几种。进一步地，所述活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯(PEG400DA)、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯(BPA10EODMA)、3乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3TMPTA)和6乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO6TMPTA)中的任一种或任几种。进一步地，所述纳米蜡浆为聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺蜡浆中的任一种或任几种。进一步地，所述光引发剂为二苯基氧化膦(TPO)，熔点为88-92℃，在甲醇溶液中的吸收峰为295-393nm。进一步地，所述改性合成柔性树脂由改性环氧树脂，加入分子量调节剂进行反应制得。进一步地，所述改性环氧树脂由聚乙二醇200或聚乙二醇400多元醇对环氧树脂进行改性后，加入催化剂和阻聚剂进行反应制得。进一步地，所述环氧树脂为双酚A型E51、双酚A型E44、双酚F型和双酚S型中的任一种或任几种；所述催化剂为三苯基膦和/或N,N-二甲基乙醇胺；所述阻聚剂为对羟基苯甲醚和/或对苯二酚；所述分子量调节剂为α-甲基苯乙烯线性二聚体、十二烷基硫醇和正十二烷基硫醇中的任一种或任几种。上述可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂的制备方法，包括如下步骤：步骤一：制备改性环氧树脂，在组装有电热套、电动搅拌器和回流冷凝管的四口烧瓶中，投入质量分数为10～23％的聚乙二醇200和质量分数为74～87％的环氧树脂，连续搅拌、并缓慢加入质量分数0.05～1.5％阻聚剂和0.05～1.5％催化剂，恒温反应完全后出料，得到改性环氧树脂；步骤二：制备改性合成柔性树脂，称取质量分数为73-83％的步骤一中制得的改性环氧树脂，加入质量百分数为0～4％的α-甲基苯乙烯线性二聚体，再逐滴加入质量分数为14-23％的丙烯酸，连续搅拌反应，即得改性合成柔性树脂；步骤三：制备光固化蜡树脂，在室温条件下，按质量配比将光引发剂、活性稀释剂、纳米蜡浆、改性合成柔性树脂和光固化树脂依次加入圆底烧瓶，用电动搅拌器搅拌至混合均匀，倒入容器中密封，接着放置于超声波清洗仪中震荡，取出后静置消泡，即得光固化蜡树脂。进一步地，步骤一中的恒温反应温度为90℃，反应时间为2h；步骤二中逐滴加入丙烯酸时，边滴加边保持90℃反应1h，然后升温至100℃，连续搅拌反应2h；步骤三中用电动搅拌器搅拌时间为1h，在超声波清洗仪中震荡时间为1h。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术所述的光固化树脂通过加入改性合成柔性树脂，使环氧树脂中一部分环氧基开环接入柔性碳链段或羟基，使环氧树脂具有脂肪醇的性质，改性环氧树脂与丙烯酸发生酯化反应得到的树脂，打印光固化后显著提高了树脂的柔韧性，使树脂体系黏度减小、流平性好，透明度高和气味低，蜡浆助剂的加入使得光固化树脂固化后表面细腻，不影响光固化效果，光泽均匀，透明性好，抗刮性显著提高，打印构件在高温铸模时，蜡基先融化，降低了燃烧膨胀率，减少燃烧灰分，打印成型后构件收缩率低。2、本专利技术的制备方法，其工艺简单，制备容易，便于工业化的生产制造，且其制备的光固化蜡树脂表面细腻，呈较好的表面光洁度，光泽均匀，透明性好，具有较高的冲击强度和耐刮性，硬度、拉伸和弯曲等力学性能优异。附图说明图1为本专利技术制备光固化蜡树脂用DLP型3D打印产品的效果示意图。具体实施方式下面将结合较佳实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1：本实施例所述光固化蜡树脂的制备，按质量百分比称取环氧丙烯酸酯45％、自制改性合成柔性树脂25％、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯20％、光引发剂TPO5％和聚乙烯蜡浆5％备用，接着在室温下按比例将称取的光引发剂、活性稀释剂、纳米蜡浆、自制改性合成柔性树脂和光固化树脂按顺序加入圆底烧瓶，用电动搅拌器搅拌1h至混合均匀，倒入合适的容器中密封，再放置于超声波清洗仪中震荡1h，取出后静置消泡即得到光固化蜡树脂。本实施例中的自制改性合成柔性树脂，制备过程如下：在组装有电热套、电动搅拌器和回流冷凝管的四口烧瓶中，投入双酚A型E51环氧树脂100.00g和聚乙二醇20010.20g，连续搅拌、并缓慢加入对羟基苯甲醚0.06g和三苯基膦0.06g，温度90℃，反应3h，接着加入丙烯酸33.10g，温度90℃，连续搅拌反应3h，即得改性合成柔性树脂，本实施例中制得的改性环氧丙烯酸酯黏度为6543mPa·s。实施例2：本实施例所述光固化蜡树脂的制备，按质量百分比称取聚酯丙烯酸酯35％、自制改性合成柔性树脂35％、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯15％、光引发剂TPO5％和聚丙烯蜡浆10％备用，接着在室温下按比例将称取的光引发剂、活性稀释剂、纳米蜡浆、自制改性合成柔性树脂和光固化树脂按顺序加入圆底烧瓶，用电动搅拌器搅拌1h至混合均匀，倒入合适的容器中密封，再放置于超声波清洗仪中震荡1h，取出后静置消泡即得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂，其特征在于，包括如下质量百分比的组份：/n光固化树脂20-45％、改性合成柔性树脂25～50％、活性稀释剂10～30％、光引发剂0.05～5％和纳米蜡浆3-20％。/n

【技术特征摘要】
1.一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂，其特征在于，包括如下质量百分比的组份：
光固化树脂20-45％、改性合成柔性树脂25～50％、活性稀释剂10～30％、光引发剂0.05～5％和纳米蜡浆3-20％。


2.根据权利要求1所述的一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂，其特征在于，所述光固化树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的任一种或任几种。


3.根据权利要求1所述的一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂，其特征在于，所述活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯(PEG400DA)、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯(BPA10EODMA)、3乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3TMPTA)和6乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO6TMPTA)中的任一种或任几种。


4.根据权利要求1所述的一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂，其特征在于，所述纳米蜡浆为聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺蜡浆中的任一种或任几种。


5.根据权利要求1所述的一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂，其特征在于，所述光引发剂为二苯基氧化膦(TPO)，熔点为88-92℃，在甲醇溶液中的吸收峰为295-393nm。


6.根据权利要求1所述的一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂，其特征在于，所述改性合成柔性树脂由改性环氧树脂，加入分子量调节剂进行反应制得。


7.根据权利要求6所述的一种可用于DLP型3D打印的光固化蜡树脂，其特征在于，所述改性环氧树脂由聚乙二醇200或聚乙二醇400多元醇对环氧树脂进行改性后，加入催化剂和阻聚剂进行反应制得。


8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇军，林盛繁，蔡卓弟，谭世芝，邵斯茹，吴伟涛，吴翠敏，黄芝粤，蒋有为，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44