一种适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物及其制备方法技术

一种适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物及其制备方法涉及材料领域。一种适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，包括如下原料组分：聚醚型聚氨酯丙烯酸酯预聚体、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、光引发剂、光吸收剂、助剂。本发明专利技术通过控制微相分离的程度以及分散相的粒径的大小，使3D打印制品具有优异机械性能的同时具有高透明性。本发明专利技术通过物理交联作用，使填料与稀释剂之间形成微胶囊结构分散在连续树脂基体中，并具有特定折射率，提高透明度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料领域，尤其涉及高分子材料。

技术介绍

[0002]光固化3D打印技术凭借其更高的成型精度、更快的打印速度在许多领域有着广泛的应用前景。但其成型主要基于光引发自由基聚合反应或者阳离子聚合反应，所以最终成形材料交联密度高，制品的力学性能较差。软体机器人、柔性电子、可穿戴设备的发展对3D打印成型弹性体的机械性能，透明性提出了更高的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，以解决上述技术问题。
[0004]本专利技术的目的在于提供一种适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物的制备方法，以制备适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物。
[0005]本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0006]一种适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，其特征在于，包括如下原料组分：聚醚型聚氨酯丙烯酸酯预聚体、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、光引发剂、光吸收剂、助剂。
[0007]优选的，所述聚醚型聚氨酯丙烯酸酯预聚体为下述通式(1)所示结构：
[0008][0009]前述式(1)中，R1，R2，R3可以相同或不同，为碳数为1
‑
6的直链状或支链状的亚烷基，n1，n2，n3可以相同也可以不相同，为0
‑
100的整数，其中至少一个不为0。
[0010]从改善透明透明性能考虑，R4，R5为相同或不同，为亚烷基、亚环烷基或烷基，亚烷基与亚环烷基的混合基团。
[0011]R4，R5可以例举但不限于以下结构：
[0012][0013]R6，R7可以相同或不同，为下述通式(2)所示结构：
[0014][0015]前述式(2)中，R8为碳数1
‑
6的直链状或支链状亚烷基，从改善材料透明性，机械性能考虑，R8进一步优选碳数1
‑
6的直链状亚烷基。R9为氢原子或碳数为1
‑
6的烷基。
[0016]优选的，所述聚氨酯丙烯酸酯为下述通式(3)所示结构：
[0017][0018]R
10
，R
11
为相同或不同，为烷基、亚烷基、亚环烷基或烷基，亚烷基与亚环烷基的混合基团，R
12
为氢原子或碳数为1
‑
6的烷基，n4为1
‑
20的整数。
[0019]优选，通式(3)中，R
10
，R
11
为相同或不同，进一步优选为烷基或亚烷基，n4为1
‑
5的整数。
[0020]优选的，所述活性稀释剂选自异冰片基丙烯酸酯，环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯，乙氧基乙基丙烯酸酯，丙烯酸甲酯，3,3,5
‑
三甲基环己基丙烯酸酯，二丙二醇二丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。
[0021]优选的，所述光引发剂选自苯基双(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基)氧化磷、2,4,6
‑
(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化磷、1
‑
羟基
‑
环己基
‑
苯乙酮、对异丙基苯基
‑2‑
羟基二甲基丙酮、二苯甲酮、氯化二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮、4
‑
苯基二苯基甲酮、2
‑
氯化硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮、二甲基硫杂蒽酮、二乙基硫杂蒽酮、二氯硫杂蒽酮、2
‑
苯基苄
‑2‑
二甲基胺
‑1‑
(4
‑
吗啉苄苯基)丁酮中的一种或多种组合。
[0022]优选的，所述光吸收剂为Sudan I、紫外光吸收剂UV
‑
366、紫外光吸收剂UV3638F、紫外光吸收剂VU
‑
1577、荧光增白剂OB、紫外光吸收剂UV
‑
326、紫外光吸收剂UV
‑
327、紫外光吸收剂UV
‑
234中的至少一种。从改善透明性，提高成型精度考虑，所述光吸收剂进一步优选在320nm
‑
400nm波长范围有明显吸收，而在400
‑
760nm范围没有明显吸收的光引发剂。
[0023]优选的，所述助剂包括分散剂，流平剂，消泡剂，阻聚剂中至少一种。优选的，所述分散剂可以列举但不限于BYK
‑
111、BYK
‑
9077，所述流平剂可以列举但不限于BYK
‑
345、BYK
‑
346、BYK
‑
353，所述消泡剂可以列举但不限于2517、TEGO 900，所述阻聚剂可以列举但不限于MEHQ。
[0024]一种适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，还包括如下原料组分：填料。
[0025]优选的，所述填料为二氧化硅粉体或硅溶胶的一种或两种组合。从改善透明性能考虑，所述填料的折光指数在1.3
‑
1.55之间。从改善机械性能和透明性考虑，所述二氧化硅粉体为非处理型气相二氧化硅，粒径在0.05
‑
100μm之间。
[0026]优选的，所述光敏树脂组合物中各组分的重量份为：聚醚型聚氨酯丙烯酸酯预聚体10
‑
60份，聚氨酯丙烯酸酯0
‑
60份，活性稀释剂10
‑
80份，光引发剂0.5
‑
10份，光吸收剂
0.01
‑
2份，填料0
‑
30份，助剂0.05
‑
2份。
[0027]用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物的制备方法，步骤包括：
[0028]在避光条件下，将聚醚型聚氨酯丙烯酸酯预聚体、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、光引发剂、光吸收剂、填料、助剂混合后获得用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物。
[0029]优选，在避光条件下，先将活性稀释剂、光引发剂、光吸收剂、填料、助剂在室温搅拌0.5
‑
1h，形成混合物1；再将混合物1与聚氨酯丙烯酸酯充分混合，形成混合物2；然后，将活性稀释剂与聚醚型聚氨酯丙烯酸酯预聚体在40
‑
60℃条件混和0.5h
‑
1h，混合均匀后降温至40℃左右，加入混合物2，继续搅拌0.5
‑
1h得到用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物。
[0030]有益效果：
[0031](1)本专利技术通过控制微相分离的程度以及分散相的粒径的大小，使3D打印制品具有优异机械性能的同时具有高透明性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，其特征在于，包括如下原料组分：聚醚型聚氨酯丙烯酸酯预聚体、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、光引发剂、光吸收剂、助剂。2.根据权利要求1所述的适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，其特征在于，所述聚醚型聚氨酯丙烯酸酯预聚体为下述通式(1)所示结构：式(1)中，R
1、
R
2、
R3为碳数为1
‑
6的直链状或支链状的亚烷基，n
1、
n
2、
n3为0
‑
100的整数，其中至少一个不为0。3.根据权利要求2所述的适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，其特征在于，R4、R5为亚烷基、亚环烷基或烷基，亚烷基与亚环烷基的混合基团，R8为碳数1
‑
6的直链状亚烷基，R9为氢原子或碳数为1
‑
6的烷基。4.根据权利要求1所述的适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯为下述通式(3)所示结构：R
10
，R
11
为烷基、亚烷基、亚环烷基或烷基、亚烷基与亚环烷基的混合基团，R
12
为氢原子或碳数为1
‑
6的烷基，n4为1
‑
20的整数。5.根据权利要求4所述的适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，其特征在于，通式(3)中，R
10
，R
11
为烷基或亚烷基，n4为1
‑
5的整数。6.根据权利要求1所述的适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，其特征在于，所述活性稀释剂为异冰片基丙烯酸酯，环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯，乙氧基乙基丙烯酸酯，丙烯酸甲酯，3,3,5
‑
三甲基环己基丙烯酸酯，二丙二醇二丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。7.根据权利要求1所述的适用于3D打印透明弹性体的光敏树脂组合物，其特征在于，所述光引发剂选自苯基双(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基)氧化磷、2,4,6
‑
(三甲基苯甲酰基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌，郭康康，刘农强，齐会民，常伟，
申请(专利权)人：材翼新材料科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：