【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光敏树脂的制备及其应用领域，特别是提供了一种可光固化3d打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物。
技术介绍
1、随着3d打印技术发展迅猛，越来越展现出区别于传统制造工艺特有的优势，而且制造周期短，成型精度高，已经广泛应用于各个行业领域。其中，光固化3d打印树脂是最早的3d打印技术之一。
2、作为光固化3d打印的原材料，光敏树脂一般是由预聚物，活性稀释剂，光引发剂，流平剂，消泡剂，增韧剂，交联剂以及其他各种添加剂组成。
3、丙烯酸酯类树脂因其价格低廉的优势使得它在众多的光固化树脂中脱颖而出，被广泛用于光固化产品体系中，性能方面也有自己的优势之处，其固化速度非常快，这对缩短模型3d打印时间，提高工作效率非常有利，在附着力和耐化学性方面表现不错，但其固化前后粘度大，固化后脆性大，机械强度较低，这也是它显著的性能缺陷。
4、一般单一的光固化树脂往往无法满足我们所需的工业要求，所以这就涉及到对光固化树脂的改性研究。光固化树脂的改性一般有两种常用的方法，第一种是直接对预聚物进行化学改性，这需要对预聚物分子进行设计与合成，难度较大，但是改性后的预聚物稳定性更高，而且改性具有针对性。第二种则是通过共混，分散不同种类的助剂与填料以达到改善性能缺陷的效果，操作简便快速，但是得到的产品也存在容易分散不够均匀，体系相等等问题，这也会影响打印后各部位的性能研究。若能改善共混所带来的分散问题，则是一个较好的策略。
5、液晶是介于无规液态和三维有序晶态之间的一种特殊结构，它既能表现出液体的流动性又能呈
技术实现思路
1、针对现有技术的情况和不足，本专利技术的目的在于提供一种机械性能良好、耐热性优异的可光固化3d打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物。使用一种小分子液晶与丙烯酸酸酯类光敏树脂进行共混，制备一种可基于丙烯酸基树脂液晶光敏树脂组合物，该组合物可以用于405nm光固化3d打印中，利用光固化3d打印技术计算机程序控制层厚，实现光定向液晶取向。
2、为了实现上述的技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种光取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，由如下质量百分含量的组分制备而成：
4、
5、优选的，所述的小分子液晶，它的结构式如式下i所示：
6、
7、其中，r1为氢、烷基中的一种，r2为烷氧基、硝基、氰基、磺酸基和卤素元素中的一种，e为烷基、烷氧基、酯基、酰胺基中的一种或他们同系物中的一种；
8、为式ii中的一种；
9、
10、优选的，所述丙烯酸酯类树脂选自脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、甲基丙烯酸酯齐聚物、乙烯基酯树脂、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯树脂中的至少一种；所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯类树脂的聚合度为1～200；所述烷氧化丙烯酸酯单体选自丙氧化丙三醇三丙烯酸酯，乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。
11、优选的，所述的稀释剂选自苯乙烯、丙烯酸酯类稀释剂、丙烯酸羟酯类稀释剂、乙烯基醚类稀释剂、环己烷类稀释剂中的至少一种；所述丙烯酸酯类稀释剂选自甲基丙烯酸甲酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、双酚a二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯中的至少一种；所述丙烯酸羟酯类稀释剂选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯中的至少一种；所述乙烯基醚类稀释剂选自4-羟丁基乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚中的至少一种；所述环己烷类稀释剂为4-乙烯基环氧环己烷。
12、优选的，所述光引发剂选自酰基氧化膦类光引发剂、芳香酮类光引发剂中的至少一种，所述酰基氧化膦类光引发剂选自苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2，4，6-(三甲基苯甲酰基)二苯氧化膦中的至少一种；所述芳香酮类光引发剂选自1-羟基-环己基-苯乙酮、α，α-二甲基-α-羟基苯乙酮、对异丙基苯基-2-羟基二甲基丙酮-1、二苯甲酮、氯化二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、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)丁酮中的至少一种。
13、优选的，所述消泡剂选自有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂、聚醚类消泡剂、脂肪醇类消泡剂中的至少一种。
14、优选的，所述流平剂选自丙烯酸类流平剂、有机硅类流平剂、氟碳化合物类流平剂中的至少一种；所述的抗氧化剂选自四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、n，n′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。
15、本专利技术提供的丙烯酸基液晶光敏树脂组合物可以应用于405nm光固化三维打印中：将丙烯酸基液晶光敏树脂组合物倒入美国福姆莱布斯(formlabs)公司生产的form2 3d打印机中，通过计算机建模、构图及打印后成型。
16、采用上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，其具有的有益效果为：本专利技术将小分子液晶引入到丙烯酸酯类光敏树脂中，制备成丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，这种组合物可以保留丙烯酸类树脂的特性，保证成型件具有良好的耐高温性能，适用于航天航空等高端领域，同时成型过程中利用3d打印技术将棒状的液晶固定下来，同时沿着偏振光方向实现光取向，液晶分子高模量优异长径比对丙烯酸类光敏树脂起到增强作用。
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1.一种可光固化3D打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于，其由如下质量百分含量的组分制备而成：
2.根据权利要求1所述的一种可光固化3D打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于：所述的小分子液晶的结构式如式I所示：
3.根据权利要求1所述的一种可光固化3D打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于：所述丙烯酸酯类树脂选自脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、甲基丙烯酸酯齐聚物、乙烯基酯树脂、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯树脂中的至少一种；所述的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯类树脂的聚合度为1～200；所述的烷氧化丙烯酸酯单体选自丙氧化丙三醇三丙烯酸酯，乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种可光固化3D打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于：所述的稀释剂选自苯乙烯、丙烯酸酯类稀释剂、丙烯酸羟酯类稀释剂、乙烯基醚类稀释剂、环己烷类稀释剂中的至少一种；所述丙烯酸酯类稀释剂选自甲基丙烯酸甲酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、三羟甲
5.根据权利要求1所述的一种可光固化3D打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于：所述光引发剂选自酰基氧化膦类光引发剂、芳香酮类光引发剂中的至少一种，所述酰基氧化膦类光引发剂选自苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2，4，6-(三甲基苯甲酰基)二苯氧化膦中的至少一种；所述芳香酮类光引发剂选自1-羟基-环己基-苯乙酮、α，α-二甲基-α-羟基苯乙酮、对异丙基苯基-2-羟基二甲基丙酮-1、二苯甲酮、氯化二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、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
6.根据权利要求1所述的一种可光固化3D打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于：所述消泡剂选自有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂、聚醚类消泡剂、脂肪醇类消泡剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种可光固化3D打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于：所述流平剂选自丙烯酸类流平剂、有机硅类流平剂、氟碳化合物类流平剂中的至少一种；所述的抗氧化剂选自四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种可光固化3D打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物的制备方法，其特征在于：将小分子液晶、丙烯酸酯类树脂、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯类树脂、烷氧化丙烯酸酯、稀释剂混合升温至30～80℃，经搅拌混合均匀，冷却后再加入光引发剂、消泡剂、流平剂和抗氧化剂，搅拌至均匀。
...【技术特征摘要】
1.一种可光固化3d打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于，其由如下质量百分含量的组分制备而成：
2.根据权利要求1所述的一种可光固化3d打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于：所述的小分子液晶的结构式如式i所示：
3.根据权利要求1所述的一种可光固化3d打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于：所述丙烯酸酯类树脂选自脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、甲基丙烯酸酯齐聚物、乙烯基酯树脂、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯树脂中的至少一种；所述的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯类树脂的聚合度为1～200；所述的烷氧化丙烯酸酯单体选自丙氧化丙三醇三丙烯酸酯，乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种可光固化3d打印取向丙烯酸基液晶光敏树脂组合物，其特征在于：所述的稀释剂选自苯乙烯、丙烯酸酯类稀释剂、丙烯酸羟酯类稀释剂、乙烯基醚类稀释剂、环己烷类稀释剂中的至少一种；所述丙烯酸酯类稀释剂选自甲基丙烯酸甲酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、双酚a二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯中的至少一种；所述丙烯酸羟酯类稀释剂选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯中的至少一种；所述乙烯基醚类稀释剂选自4-羟丁基乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚中的至少一种；所述环己烷类稀释剂选自为4-乙烯基环氧环己烷中。
5.根据权利要求1所述的一种可光固化3d打印取向丙烯酸基...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈少云，卓东贤，瞿波，孙晓露，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：
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