一种膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂及其制备方法，原材料包括质量百分含量为50

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于光固化树脂材料领域，涉及一种膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]3D打印技术又可称为增材制造技术，自从20世纪80年代问世以来，已经成为一种广泛应用、拥有无比潜力的新技术。3D打印基本原理是，3D模型通过计算机切片输出STL格式文件，然后将文件导入到打印件中，依照切片信息光源投影出对应的形状，接收到光照的图形从液体转化成固体，随后逐层增加材料来获得制品。3D打印光固化快速成型技术具有固化速度快、环保、可制备复杂零部件等优势，因此受到越来越多的人重视。
[0003]但光固化树脂打印件存在缺陷，用于光固化树脂的环氧树脂或者丙烯酸树脂比较脆，因此，制件很容易折断，并且强度也不高，为了提高光固化树脂的韧性和强度，研究者们将纳米二氧化硅、玻璃纤维、硅藻土、氧化石墨烯等加入到光固化树脂里面，但是，无机材料与光固化树脂相容性差，容易沉淀，影响制件的质量，而且有的填料在提高了韧性的同时降低了材料的强度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂及其制备方法，使光固化树脂具有高的韧性和高强度，提高零件的机械强度。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂，原材料包括质量百分含量为50
‑
90％预聚体、质量百分含量为7
‑
40％活性稀释剂、质量百分含量为1
‑
10％光引发剂、质量百分含量为1
‑
10％膨胀微球和质量百分含量为0.1
‑
2％聚醚多元醇。
[0007]优选的，预聚体为单官能团、双官能团以及多官能团预聚体的一种或者多种混合物。
[0008]进一步，单官能团、双官能团和多官能团预聚体为醇类丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、芳香族丙烯酸酯、脂肪族丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和超支化丙烯酸酯中的两种或三种的任意比例的组合物。
[0009]优选的，活性稀释剂为单官能团、双官能团以及多官能团丙烯酸酯中的一种或者多种组合物。
[0010]进一步，单官能团活性稀释剂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、2
‑
苯氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯、己内酯丙烯酸酯、丙烯酸四氢呋喃酯和乙氧化四氢呋喃丙烯酸酯中的一种或多种组合物；
[0011]双官能团活性稀释剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、(3)乙氧化双酚A二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和二丙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种组合物；
[0012]多官能团活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和丙氧基化甘油三丙烯酸酯中的一种或多种组合物。
[0013]优选的，光引发剂为2
‑
甲基
‑1‑
(4
‑
甲硫基苯基)
‑2‑
吗啉基
‑1‑
丙酮、4
‑
甲基二苯甲酮、2
‑
异丙基硫杂蒽酮、1
‑
羟基环己基苯基甲酮和安息香双甲醚中的一种或多种混合物。
[0014]优选的，膨胀微球包括外壳和内核，外壳为热塑性丙烯酸聚合物，内核为烷烃气体。
[0015]进一步，膨胀微球的直径为10
‑
45微米，外壳厚度为2
‑
15微米。
[0016]优选的，聚醚多元醇为POP3630、POP3628、POP3648、POP360、POP210、POP220和POP330的一种或者多种混合物。
[0017]一种膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂，包括以下步骤：
[0018]步骤一，将质量百分为1
‑
10％光引发剂加入到7
‑
40％的活性稀释剂中，得到混合物A；
[0019]步骤二，将光引发剂和活性稀释剂搅拌均匀后进行超声处理；
[0020]步骤三，待光引发剂完全溶解后加入1
‑
10％的膨胀微球和0.1
‑
2％的聚醚多元醇；
[0021]步骤四，继续超声处理，直至膨胀微球和聚醚多元醇与混合物A混合均匀，得到混合物B；
[0022]步骤五，对混合物B搅拌1
‑
2小时，搅拌速度为500
‑
1500转/分，然后静置待树脂里面的气泡完全排除后，得到3D打印光固化树脂。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术采用膨胀微球作为填料，由于膨胀微球外壳为热塑性丙烯酸树脂，光固化体系中预聚物和活性稀释剂也是丙烯酸类树脂，因此两者有很好的相容性，当含量为1％时，外壳为硬性丙烯酸类似于增强材料提高了复合材料的强度。同时，内核为气体状碳氢化合物的膨胀微球加入到光固化树脂，在受到冲击或者折弯后，膨胀微球改性光固化树脂改变了裂纹扩展路径，并且形成了更多的微裂纹导致韧性增加。聚醚多元醇在与环氧丙烯酸酯固化过程中会分相析出形成微米级的颗粒，从而增加了环氧丙烯酸酯的韧性。
附图说明
[0025]图1为未增韧图光固化树脂打孔示意图；
[0026]图2为本专利技术的增韧后光固化树脂打孔示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是
附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0029]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0030]本专利技术所述的膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂，原材料包括质量百分含量为50
‑
90％预聚体、质量百分含量为7
‑
40％活性稀释剂、质量百分含量为1
‑
10％光引发剂、质量百分含量为1
‑
10％膨胀微球和质量百分含量为0.1
‑
2％聚醚多元醇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂，其特征在于，原材料包括质量百分含量为50
‑
90％预聚体、质量百分含量为7
‑
40％活性稀释剂、质量百分含量为1
‑
10％光引发剂、质量百分含量为1
‑
10％膨胀微球和质量百分含量为0.1
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2％聚醚多元醇。2.根据权利要求1所述的膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂，其特征在于，预聚体为单官能团、双官能团以及多官能团预聚体的一种或者多种混合物。3.根据权利要求2所述的膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂，其特征在于，单官能团、双官能团和多官能团预聚体为醇类丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、芳香族丙烯酸酯、脂肪族丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和超支化丙烯酸酯中的两种或三种的任意比例的组合物。4.根据权利要求1所述的膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂，其特征在于，活性稀释剂为单官能团、双官能团以及多官能团丙烯酸酯中的一种或者多种组合物。5.根据权利要求4所述的膨胀微球和聚醚多元醇增韧3D打印光固化树脂，其特征在于，单官能团活性稀释剂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、2
‑
苯氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯、己内酯丙烯酸酯、丙烯酸四氢呋喃酯和乙氧化四氢呋喃丙烯酸酯中的一种或多种组合物；双官能团活性稀释剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、(3)乙氧化双酚A二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和二丙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种组合物；多官能团活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和丙氧基化甘油三丙烯酸酯中的一种或多种组合物。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：段玉岗，康小青，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：