一种光固化3D打印硅橡胶墨水及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种光固化3D打印硅橡胶墨水及其制备方法，属于3D打印高分子硅橡胶技术领域。包括以下质量份数的组分：聚硅氧烷30～50份，所述聚硅氧烷的端部含有乙烯基；硅氧烷交联剂1.25～10份，所述硅氧烷交联剂中含有2～3个巯基；光引发剂0.5～2份；加成型热固化硅橡胶40～60份；抑制剂0.1～2份。本发明专利技术的光固化3D打印硅橡胶墨水综合了光固化打印的高精度成型、热固化硅橡胶成型高机械性能两者的优点，是一种兼容性的硅橡胶体系，加成型热固化硅橡胶能够提高机械强度。且本发明专利技术的配方科学，使其具有较快的光固化速度，常温下可在5s内固化，且固化后无明显异味与收缩。且固化后无明显异味与收缩。且固化后无明显异味与收缩。

【技术实现步骤摘要】
一种光固化3D打印硅橡胶墨水及其制备方法


[0001]本专利技术涉及3D打印高分子硅橡胶
，尤其涉及一种光固化3D打印硅橡胶墨水及其制备方法。

技术介绍

[0002]硅橡胶是一种以Si
‑
O
‑
Si键为主链，侧链辅以
‑
CH3的线性聚硅氧烷聚合物。在通常温度下，硅橡胶除具备高弹性的典型特征外，同时还具有耐疲劳、电绝缘、耐磨、耐腐蚀、耐溶剂和不透气、不透水等性能。硅橡胶在经过发泡后可制备成多孔高分子弹性体材料，具有相对密度低、比表面积高、可压缩变形量大、阻尼性能优异等特点，可作为阻尼、隔音、减震、缓冲材料，并且在医疗等领域有着普遍的应用。
[0003]3D打印技术，又叫做增材制造技术，是一种以原材料的逐层累加来制备三维立体材料的方法，是一种“自下而上”的制造方法，从材料来说可以实现材料的数字化复合或组合，从尺度来说可实现从纳米级到米级结构的制造，为硅橡胶材料的制备成型提供了一种全新的、灵活的方案。
[0004]目前，3D打印硅橡胶主要成型方式为直书写3D打印和光固化成型，相对于直书写3D打印，光固化成型具有较高的打印精度，对于复杂、薄壁以及其他镂空结构均能够实现高精度成型。因此，近年来光固化3D打印硅橡胶引起了越来越多研究人员的关注，如通过台式数字光处理(DLP)打印机，使用硅氧烷甲基丙烯酸酯实现了硅橡胶的光固化3D打印成型；利用乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷混合硫醇官能化聚硅氧烷进行光固化3D打印，并用二氧化硅颗粒改善性能，同样实现了硅橡胶的光固化打印成型。然而，现有的光固化3D打印硅橡胶，但仍然存在着机械性能差的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种光固化3D打印硅橡胶墨水及其制备方法。本专利技术提供的光固化3D打印硅橡胶墨水机械性能优异。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种光固化3D打印硅橡胶墨水，包括以下质量份数的组分：
[0008]聚硅氧烷30～50份，所述聚硅氧烷的端部含有乙烯基；
[0009]硅氧烷交联剂1.25～10份，所述硅氧烷交联剂中含有2～3个巯基；
[0010]光引发剂0.5～2份；
[0011]加成型热固化硅橡胶40～60份；
[0012]抑制剂0.1～2份。
[0013]优选地，所述的光固化3D打印硅橡胶墨水包括以下质量份数的组分：
[0014]聚硅氧烷30～50份，硅氧烷交联剂2～5份，光引发剂0.5～1.2份，加成型热固化硅橡胶40～60份，抑制剂0.5～1份。
[0015]优选地所述的光固化3D打印硅橡胶墨水包括以下质量份数的组分：
[0016]聚硅氧烷50份，硅氧烷交联剂3份，光引发剂1.5份，加成型热固化硅橡胶45份，抑制剂0.5份。
[0017]优选地，所述加成型热固化硅橡胶的粘度为1000～6000cps。
[0018]优选地，所述加成型热固化硅橡胶包括陶熙Sylgard
‑
184硅橡胶。
[0019]优选地，所述聚硅氧烷的粘度为500～10000cst，乙烯基含量为0.1～0.8mmol/g。
[0020]优选地，所述硅氧烷交联剂包括(巯基)甲基硅氧烷
‑
二甲基硅氧烷共聚物、三羟基甲基丙烷三(2
‑
巯基乙酸酯)、2
‑
巯基
‑
N
‑
甲基苯甲酰胺、巯基聚乙二醇马来酰亚胺、巯基聚乙二醇丙烯酰胺、羟基聚乙二醇巯基、2
‑
巯基苯甲酸甲酯和三羟甲基丙烷三(3
‑
巯基丙酸酯)中的一种或多种。
[0021]优选地，所述光引发剂为自由基型光引发剂，所述自由基型光引发剂包括TOP
‑
L、IRGACURE 819、IRGACURE 184和IRGACURE 1173中的一种或多种。
[0022]优选地，所述抑制剂为热固化添加型抑制剂，所述热固化添加型抑制剂包括2
‑
甲基
‑3‑
炔
‑2‑
醇、3
‑
甲基
‑1‑
炔
‑3‑
醇、苯乙炔、过氧化叔丁基、二甲基亚砜、二苯基亚砜、乙炔基环已醇、马来酸二烯丙酯、富马酸二乙酯和乙烯基环体中的一种或多种。
[0023]本专利技术还提供了上述技术方案所述的光固化3D打印硅橡胶墨水的制备方法，包括以下步骤：
[0024]将聚硅氧烷、硅氧烷交联剂、光引发剂、加成型热固化硅橡胶和抑制剂混合，得到所述光固化3D打印硅橡胶墨水。
[0025]本专利技术提供了一种光固化3D打印硅橡胶墨水，包括以下质量份数的组分：聚硅氧烷30～50份，所述聚硅氧烷的端部含有乙烯基；硅氧烷交联剂1.25～10份，所述硅氧烷交联剂中含有2～3个巯基；光引发剂0.5～2份；加成型热固化硅橡胶40～60份；抑制剂0.1～2份。
[0026]本专利技术的光固化3D打印硅橡胶墨水综合了光固化打印的高精度成型、热固化硅橡胶成型高机械性能两者的优点，是一种兼容性的硅橡胶体系，加成型热固化硅橡胶能够提高机械强度。且本专利技术的配方，以端部含有乙烯基的聚硅氧烷、含有2～3个巯基的硅氧烷交联剂、光引发剂、加成型热固化硅橡胶和抑制剂的科学配比使其具有较快的光固化速度，常温下可在5s内固化，且固化后无明显异味与收缩。
[0027]进一步地，本专利技术可将陶熙Sylgard
‑
184硅橡胶替换为其他不同机械强度的加成型热固化硅橡胶，进而实现不同应用环境下、不同硅橡胶体系的3D打印成型。
附图说明
[0028]图1为实例1～3制得的光固化3D打印硅橡胶墨水打印后材料产品的应力
‑
应变曲线；
[0029]图2为实例1制得的3D打印硅橡胶成型样品的实物图。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供了一种光固化3D打印硅橡胶墨水，包括以下质量份数的组分：
[0031]聚硅氧烷30～50份，所述聚硅氧烷的端部含有乙烯基；
[0032]硅氧烷交联剂1.25～10份，所述硅氧烷交联剂中含有2～3个巯基；
[0033]光引发剂0.5～2份；
[0034]加成型热固化硅橡胶40～60份；
[0035]抑制剂0.1～2份。
[0036]在本专利技术中，所述光固化3D打印硅橡胶墨水优选包括以下质量份数的组分：
[0037]聚硅氧烷30～50份，硅氧烷交联剂2～5份，光引发剂0.5～1.2份，加成型热固化硅橡胶40～60份，抑制剂0.5～1份，更优选包括以下质量份数的组分：
[0038]聚硅氧烷50份，硅氧烷交联剂3份，光引发剂1.5份，加成型热固化硅橡胶45份，抑制剂0.5份。
[0039]在本专利技术中，若无特殊说明，使用的原料均为本领域市售商品。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光固化3D打印硅橡胶墨水，其特征在于，包括以下质量份数的组分：聚硅氧烷30～50份，所述聚硅氧烷的端部含有乙烯基；硅氧烷交联剂1.25～10份，所述硅氧烷交联剂中含有2～3个巯基；光引发剂0.5～2份；加成型热固化硅橡胶40～60份；抑制剂0.1～2份。2.根据权利要求1所述的光固化3D打印硅橡胶墨水，其特征在于，包括以下质量份数的组分：聚硅氧烷30～50份，硅氧烷交联剂2～5份，光引发剂0.5～1.2份，加成型热固化硅橡胶40～60份，抑制剂0.5～1份。3.根据权利要求1所述的光固化3D打印硅橡胶墨水，其特征在于，包括以下质量份数的组分：聚硅氧烷50份，硅氧烷交联剂3份，光引发剂1.5份，加成型热固化硅橡胶45份，抑制剂0.5份。4.根据权利要求1～3任一项所述的光固化3D打印硅橡胶墨水，其特征在于，所述加成型热固化硅橡胶的粘度为1000～6000cps。5.根据权利要求4所述的光固化3D打印硅橡胶墨水，其特征在于，所述加成型热固化硅橡胶包括陶熙Sylgard
‑
184硅橡胶。6.根据权利要求1～3任一项所述的光固化3D打印硅橡胶墨水，其特征在于，所述聚硅氧烷的粘度为500～10000cst，乙烯基含量为0.1～0.8mmol/g。7.根据权利要求1～3任一项所述的光固化3D打印硅橡胶墨水，其特征在于，所述硅氧烷交联剂包括(巯基)甲基硅氧烷
‑
二甲基硅氧烷共聚物、三羟基甲基丙烷三(2

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓龙，张梦星，姬忠莹，周峰，
申请(专利权)人：烟台中科先进材料与绿色化工产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：