一种用于光固化快速成形的抗静电光敏树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种用于光固化快速成形的抗静电光敏树脂及其制备方法和应用。该抗静电光敏树脂包括阳离子光固化组分、自由基光固化组分、阳离子光引发剂、自由基光引发剂、改性多壁碳纳米管、超支化环氧树脂和抗氧剂。本发明专利技术提供的抗静电光敏树脂具有较好的抗静电效果，粘度低、导电剂添加量极低，树脂体系的光固化活性较佳，且树脂固化物力学性能优良，韧性好，固化物表面电阻值低于109Ω，且电阻值均匀，打印件表面精度及尺寸稳定性好。件表面精度及尺寸稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光固化快速成形的抗静电光敏树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于3D打印
，具体涉及一种用于光固化快速成形的抗静电光敏树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光固化快速成型技术(SLA)是第一个投入商业应用的快速成型技术，其具体工作原理如下：利用计算机程序控制紫外激光，使其在光敏树脂表面进行扫描移动，使光敏树脂固化形成模型的单层。每一层光敏树脂固化后，固化平台会移动一个单层的厚度，而后树脂通过自动流动或者被动涂抹将形成的空间填满，再次进行固化。如此重复，得到形成的零件。光固化快速成型技术可精确控制激光运动，具有能耗小、成本低、成型精度高等优点，能够打印传统加工方法无法制造的任意构造的零件。因此，光固化快速成型设备和材料的开发具有重大的发展潜力和应用前景。
[0003]而目前市场上占据主导地位的光敏树脂主要为高强度光敏树脂、高韧性光敏树脂、耐高温光敏树脂、透明光敏树脂等，很少为特殊应用场合针对性开发光敏树脂组合物，例如电子电器应用领域，对抗静电具有较高的要求。
[0004]专利CN 109517112 A公开了一种用于光固化快速成形的导电光敏树脂组合物，其虽然是针对特殊应用场合开发的树脂，但该导电光敏树脂组合物中添加的导电填料达到30～78％，将导致光敏树脂组合物的粘度高；另外填料会对激光扫描过程造成影响，比如反射或吸收激光，将导致其激光扫描工艺与一般树脂的扫描工艺存在明显区别，同时打印件的表面精度会受到一定的影响。
[0005]因此，开发针对特殊应用场合的光敏树脂组合物具有重要的研究意义和应用价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中针对特殊应用场合的光敏树脂组合物的缺乏，提供一种用于光固化快速成形的抗静电光敏树脂。本专利技术提供的抗静电光敏树脂具有较好的抗静电效果，粘度低、导电剂添加量极低，树脂体系的光固化活性较佳，且树脂固化物力学性能优良，韧性好，固化物表面电阻值低于109Ω，且电阻值均匀，打印件表面精度及尺寸稳定性好；利用该抗静电光敏树脂打印得到的容器装电子电器元件，可有效防止电子元器件在搬运过程中因静电积累，无法有效传导静电导致静电对电子电器产生破坏性影响。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供上述抗静电光敏树脂的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供上述抗静电光敏树脂在3D打印中的应用。
[0009]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种用于光固化快速成形的抗静电光敏树脂，包括如下重量份数的组分：
[0011][0012]所述改性多壁碳纳米管为利用超支化环氧树脂改性得到。
[0013]多壁碳纳米管导电性能优于炭黑，是制备导电塑料、粘合剂或涂料的理想助剂之一。但在3D打印的填缸树脂中添加多壁碳纳米管，会出现多壁碳纳米管难分散，其易出现分散不均，导致打印件表面电阻不均匀；且直接添加多壁碳纳米管的树脂在长期使用过程中会出现沉降，使得打印件的电阻出现波动，不利于规模化生产。
[0014]本专利技术的专利技术人经反复研究发现，利用超支化环氧树脂对多壁碳纳米管进行特定改性处理后得到的改性多壁碳纳米管具有优异的防沉降和分散效果，将其作为导电剂添加至树脂中时仅需极少量添加就能有效避免因导电剂的沉降或团聚导致固化物的导电性能显著下降，且光固化过程中无需提高激光器的能量，减少激光间距、降低扫描速度等提高能耗或降低打印效率的操作，其完全可按照一般树脂的扫描工艺进行操作，极大改善了设备操作者的便利。其原理可能是：改性多壁碳纳米管表面含有一定量的超支化环氧树脂，会使其在自由基
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阳离子混杂光固化体系极易分散，无团聚现象，光敏树脂体系静置12个月，分散其中的改性多壁碳纳米管无任何沉降，且静置12个月的光敏树脂的打印件表面电阻均匀，与开始配制的光敏树脂的表面电阻的电阻率在同一个数量级；表面改性处理后的多壁碳纳米管表面的环氧基团参与阳离子光固化反应，形成刚性粒子增韧中心，在一定程度上提高了固化树脂的韧性，且不影响自由基
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阳离子树脂体系的固化效率。
[0015]另外，常规的环氧树脂主要为橡胶、核壳结构的弹性体等，该系列环氧树脂添加到树脂体系中会显著提高树脂体系的粘度。本申请意外发现，超支化环氧树脂具有较低的粘度且与本申请的固化体系具有较好的增韧效果，可在不降低抗静电光敏树脂的粘度的情况下具有较佳的韧性；树脂固化物力学性能优良，韧性好，表面电阻均匀，打印件表面精度及尺寸稳定性好，为树脂大规模推广提供了保障。
[0016]本专利技术提供的抗静电光敏树脂通过改性多壁碳纳米管和超支化环氧树脂的协同配合下具有较好的抗静电效果，粘度低、导电剂添加量极低，树脂体系的光固化活性较佳，且树脂固化物力学性能优良，韧性好，固化物表面电阻值低于109，且电阻值均匀，打印件表面精度及尺寸稳定性好。
[0017]本领域常规的阳离子光固化组分、自由基光敏树脂组分、阳离子光引发剂、自由基引发剂、和抗氧剂均可用于本专利技术中。
[0018]优选地，所述阳离子光固化组分为缩水甘油醚类环氧树脂、脂环族环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、乙烯基醚类单体、脂肪族环氧树脂、酚醛环氧树脂、乙烯酮缩二乙醇类单体或氧杂环丁烷类单体中的一种或几种。
[0019]更为优选地，所述阳离子光固化组分为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、3,4
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环氧基环己基甲酸
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3,4
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环氧基环己基甲酯、Toagosei公司的OX或T
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221中的一种或几种。
[0020]优选地，所述自由基光敏树脂组分为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、纯丙烯酸树脂、有机硅低聚物、超支化低聚物、TPGDA、NPGDA、NPG(PO)2DA、DPGDA、TMPTA、PETA、PETTA、DPPA或IBOA中的一种或几种。
[0021]更为优选地，所述自由基光敏树脂组分为环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、超支化低聚物、TPGDA、NPG(PO)2DA、PETA或PETTA中的一种或几种。
[0022]优选地，所述阳离子光引发剂为二芳级碘鎓盐类(例如双十二烷基苯碘鎓盐、长链烷氧基二苯基碘鎓盐、IGM公司的Omnicat 440、Omnicat445、上海联志化工的251、San
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Apro公司的IK
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1)、三芳基硫鎓盐类(BSAF公司的6990、6976、IGM的Omnicat 320、Omnicat430、Omnicat432、San
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Apro公司的CPI
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100P、CPI
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101A、CPI
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200K、CPI
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210S)或芳茂铁盐类(Chivacure的261、262)中的一种或几种。
[0023]更为优选地，所述阳离子光引发剂为三芳基硫鎓盐类或芳茂铁盐类中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光固化快速成形的抗静电光敏树脂，其特征在于，包括如下重量份数的组分：所述改性多壁碳纳米管为利用超支化环氧树脂改性得到。2.根据权利要求1所述抗静电光敏树脂，其特征在于，所述阳离子光固化组分为缩水甘油醚类环氧树脂、脂环族环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、乙烯基醚类单体、脂肪族环氧树脂、酚醛环氧树脂、乙烯酮缩二乙醇类单体或氧杂环丁烷类单体中的一种或几种；所述自由基光敏树脂组分为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、纯丙烯酸树脂、有机硅低聚物、超支化低聚物、TPGDA、NPGDA、NPG(PO)2DA、DPGDA、TMPTA、PETA、PETTA、DPPA或IBOA中的一种或几种。3.根据权利要求1所述抗静电光敏树脂，其特征在于，所述阳离子光引发剂为二芳级碘鎓盐类、三芳基硫鎓盐类或芳茂铁盐类中的一种或几种；所述自由基引发剂为裂解型自由基光引发剂。4.根据权利要求1所述抗静电光敏树脂，其特征在于，所述超支化环氧树脂为HyPerE102、HyPerDE1050、HyPerFE1050、HyperDE1045、Hyper ME1050或HyperME1045中的一种或几种。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷周桥，许卫民，容敏智，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：