低粘度光敏树脂及其制备方法、3D打印制品及其制备方法技术

本发明专利技术涉及光固化3D打印用光敏树脂领域，公开了一种低粘度高精度光敏树脂及其制备方法、3D打印制品及其制备方法。所述低粘度高精度光敏树脂，以重量百分比计，包括环氧丙烯酸酯30-40％，丙烯酸类活性稀释剂50-70％，自由基光引发剂3-5％，精度调节剂1-3％，纳米纤维素1-3％。本发明专利技术所述光敏树脂具有粘度低，流动性好，固化速度快的特点，由其制备得到的3D打印制品尺寸精度高，适用于紫外光固化3D打印制品的快速成型。品的快速成型。

【技术实现步骤摘要】
低粘度光敏树脂及其制备方法、3D打印制品及其制备方法


[0001]本专利技术光固化3D打印用光敏树脂，具体涉及一种低粘度光敏树脂及其制备方法、3D打印制品及其制备方法。

技术介绍

[0002]3D打印技术又称为快速成型技术或增材制造技术。其中光固化的3D打印技术由于层间结合力较强、打印制件各向异性率低且精度高、综合力学性能优良且性能可调节范围大，所以发展迅猛。
[0003]目前已有的技术手段包括SLA(Stereo Lithography Appearance)、DLP (Digital Light Processing)和CLIP(ContinuosLiqid Interface Production)等，使用的均为粘度较低的光敏树脂。在打印过程中，一方面，由于光固化过程中部分分子间作用力变为了化学键，进而会产生固化收缩，导致打印精度变差；另一方面，由于固化时紫外光在树脂内存在散射、在底板处存在反射，进而会影响打印精度。
[0004]CN108102277A公开了一种包括环氧树脂，丙烯酸酯预聚体，活性稀释剂光引发剂，填料，其中填料为刚性聚硅氧烷，刚性聚硅氧烷笼型结构作为骨架或支撑，从而降低材料的体积收缩率，但是填料添加量大且树脂粘度较大，对于普通光固化3D打印来说成型困难。
[0005]因此，制备出低粘度且高精度的适用于3D打印的树脂是目前行业亟待解决的难点。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的3D打印用树脂打印精度低、流动性差的问题，提供一种低粘度光敏树脂及其制备方法、3D打印制品及其制备方法。所述光敏树脂具有粘度低，流动性好，固化速度快的特点，由其制备得到的3D打印制品尺寸精度高，适用于紫外光固化3D打印制品的快速成型。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种低粘度光敏树脂，其中，以重量百分比计，包括环氧丙烯酸酯30-40％，丙烯酸类活性稀释剂50-70％，自由基光引发剂3-5％，精度调节剂1-3％，纳米纤维素1-3％。
[0008]优选地，以重量百分比计，包括环氧丙烯酸酯30-35％，丙烯酸类活性稀释剂60-65％，自由基光引发剂3-4％，精度调节剂1-2％，纳米纤维素1-2％。
[0009]优选地，所述纳米纤维素的长度为50-200nm，长径比为10-20。
[0010]更优选地，所述纳米纤维素的长度为100-200nm，长径比为15-20。
[0011]优选地，所述环氧丙烯酸酯选自双酚A环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯、环氧化油丙烯酸酯和胺改性环氧丙烯酸酯中的一种或多种。
[0012]优选地，所述环氧丙烯酸酯的数均分子量1300-1500；25℃时的粘度为 15000-55000cps。
[0013]优选地，所述丙烯酸类活性稀释剂选自1,6-已二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二
丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、 N-丙烯酰吗啉和甲基丙烯酸异冰片酯中的两种或三种的组合物。
[0014]优选地，所述自由基光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或两种。
[0015]优选地，所述精度调节剂选自油红、亚甲基蓝、甲基橙和炭黑中的至少一种。
[0016]本专利技术第二方面提供一种制备本专利技术所述低粘度光敏树脂的方法，包括以下步骤：
[0017](1)将环氧丙烯酸酯、丙烯酸类活性稀释剂、自由基光引发剂、精度调节剂于避光条件下，进行混合搅拌至环氧丙烯酸酯完全溶解，得到混合物 I；
[0018](2)将混合物I与纳米纤维素混合后进行球磨处理，即得所述低粘度光敏树脂。
[0019]优选地，步骤(1)中所述搅拌的条件包括：搅拌温度为10-50℃，搅拌时间为5-24h。
[0020]更优选地，搅拌温度为20-40℃，搅拌时间为10-20h。
[0021]优选地，步骤(2)中所述球磨处理的时间为10-50min，更优选为20-40min。
[0022]本专利技术第三方面提供一种3D打印制品，该制品由本专利技术所述的低粘度光敏树脂通过3D打印制得。
[0023]本专利技术第四方面提供一种3D打印制品的制备方法，其中，包括以下步骤：采用光固化3D打印机将低粘度光敏树脂进行逐层打印，即得所述3D 打印制品，所述低粘度光敏树脂为本专利技术所述的低粘度光敏树脂。
[0024]优选地，所述3D打印机光源的功率为30-60mW/cm2，所述逐层打印的过程中，每层厚度为0.02-0.1mm，每层打印时间为6-12s，料槽温度不低于 20℃且不高于40℃；优选地，所述打印机光源的功率为50-60mW/cm2，每层厚度为0.02-0.05mm，每层打印时间为6-8s，料槽温度不低于20℃且不高于30℃。
[0025]通过上述技术方案，本专利技术所提供的低粘度光敏树脂及其制备方法、3D 打印制品及其制备方法具有如下有益效果：
[0026]1、本专利技术所提供的低粘度光敏树脂粘度低，流动性好，固化速率快，适用于3D打印技术，且本专利技术所提供的低粘度高精度光敏树脂具有低的固化收缩率，相对于现有产品，其固化收缩率降低5倍左右；
[0027]2、本专利技术所提供的低粘度光敏树脂制备方法，能够确保纳米纤维素均匀地分散至树脂基体中，进一步降低了树脂的固化收缩率；
[0028]3、由本专利技术所提供的低粘度光敏树脂制备得到的3D打印制品固化精度高。
具体实施方式
[0029]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0030]本专利技术第一方面提供一种低粘度光敏树脂，其中，以重量百分比计，包括环氧丙烯酸酯30-40％，丙烯酸类活性稀释剂50-70％，自由基光引发剂 3-5％，精度调节剂1-3％，纳
米纤维素1-3％。
[0031]本专利技术中，所述低粘度光敏树脂中，以重量百分比计，各组分的用量总和为100％。
[0032]本专利技术中，所述低粘度光敏树脂的粘度≤500mPa
·
s。所述粘度采用德国哈克HAAKE RS1平板流变仪于不同温度下测试液态光固化树脂的静态粘度。
[0033]本专利技术中，所述精度调节剂即能够吸收紫外波长的染料和/或填料。具体的，所述精度调节剂为油溶性染料和/或黑色填料。具体的，所述精度调节剂为可透过波长＞500nm的染料。
[0034]本专利技术中，所述树脂中包含纳米纤维素，其在树脂基体中能够形成三维网络结构，进而显著降低树脂的固化收缩率。
[0035]根据本专利技术，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低粘度光敏树脂，其中，以重量百分比计，包括环氧丙烯酸酯30-40％，丙烯酸类活性稀释剂50-70％，自由基光引发剂3-5％，精度调节剂1-3％，纳米纤维素1-3％。2.根据权利要求1所述的低粘度光敏树脂，其中，以重量百分比计，包括环氧丙烯酸酯30-35％，丙烯酸类活性稀释剂60-65％，自由基光引发剂3-4％，精度调节剂1-2％，纳米纤维素1-2％。3.根据权利要求1或2所述的低粘度光敏树脂，其中，所述纳米纤维素的长度为50-200nm，长径比为10-20；优选地，所述纳米纤维素的长度为100-200nm，长径比为15-20。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的低粘度光敏树脂，其中，所述环氧丙烯酸酯选自双酚A环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯、环氧化油丙烯酸酯和胺改性环氧丙烯酸酯中的一种或多种；优选地，所述环氧丙烯酸酯的数均分子量1300-1500；25℃时的粘度为15000-55000cps；优选地，所述丙烯酸类活性稀释剂选自1,6-已二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉和甲基丙烯酸异冰片酯中的两种或三种的组合物；优选地，所述自由基光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或两种；优选地，所述精度调节剂选自油红...

【专利技术属性】
技术研发人员：张清怡，李蕾，衣惠君，徐毅辉，
申请(专利权)人：北京燕山石化高科技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：