【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光固化3d打印刚性树脂的光敏树脂材料及其制备方法，属于3d打印。
技术介绍
1、光固化快速成型技术能提供精确制造几何形状结构的能力，其本质是利用液态光敏树脂能在特定波长的光照下发生化学反应而快速固化，最终形成几何结构件。以光固化快速成型为基础的3d打印技术主要分为立体光固化技术、数字光处理技术，液晶显示器技术(liquidcrystal display technology，简称lcd)、连续液面制造技术，多喷头打印成型技术。其中液晶显示器技术在紫外灯(led)的照射下，利用以液晶显示器作为成像系统，根据图像信号，紫外光穿过透明区域，照射物料槽中的光敏树脂使其固化成型，固化后上移一个层厚的距离，再下降到起始位置，重复此过程，直到出现完整的几何结构件。lcd光固化3d打印技术常用树脂体系为自由基型光敏树脂，现有技术和文献报道中针对此类树脂研究重点在加入合适的强度增强剂作为添加剂以此获得优异拉伸强度，添加剂的使用增添了经济成本的同时，还会减小光敏树脂流动性，致使结构件打印失败，因此需开发一款适用于光固化3d打印技术的刚性光敏树脂材料及其制备方法，以满足不同的应用场景。专利cn107151295 a公开了一种具有优异拉伸强度的紫外光固化光敏树脂，该树脂包括光预制体、活性单体、光引发剂和强度增强剂；通过在具有优异拉伸强度的紫外光固化光敏树脂中加入强度增强剂，使具有优异拉伸强度的紫外光固化光敏树脂的拉伸强度为50-52mpa。此专利技术添加强度增强剂，在制备过程中无疑增加了制作成本和工艺步骤。
1、本专利技术的专利技术目的是一种光固化3d打印刚性树脂的光敏树脂材料及其制备方法，该制备方法不需要添加交联剂、抗氧剂和增强剂，即可获得可制备优异力学性能的刚性树脂的光敏树脂材料，可实现快速3d打印，扩展其应用领域。
2、本专利技术实现其专利技术目的所采取的技术方案是：一种光固化3d打印刚性树脂的光敏树脂材料及其制备方法，制备方法步骤如下：
3、s1、按照60wt％-75wt％的脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯、20wt％-38wt％的丙烯酸羟乙酯和2wt％-5wt％的(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦准备光敏树脂原料；
4、s2、将准备的原料中的丙烯酸羟乙酯和(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦放入棕色瓶中，经超声除气泡后，静置7-10天；
5、s3、在静置后的棕色瓶子中加入脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯，放置在滚轴混匀仪上，以25-35r/min的速度混匀48-72h将各组分充分混合，然后静止放置10-30min，释放因在混匀过程中而产生的气泡，即完成光敏树脂材料的制备。
6、进一步，本专利技术所述步骤s1按照如下质量百分比准备光敏树脂原料：照脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯62wt％-72wt％、丙烯酸羟乙酯25wt％-35wt％和(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦2wt％-4wt％.
7、更进一步，本专利技术所述步骤s1按照如下质量百分比准备光敏树脂原料：照脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯72wt％、丙烯酸羟乙酯25wt％wt％和(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦3wt％。
8、进一步，本专利技术所述步骤s2超声除气泡的具体方法是将棕色瓶放入超声波清洗器中，以230w-250w的功率处理150s-250s。
9、进一步，本专利技术所述步骤s3在静置后的棕色瓶子中加入脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯，放置在滚轴混匀仪上，以30r/min的速度混匀48h将各组分充分混合，然后静止放置10min，释放因在混匀过程中而产生的气泡，即完成光敏树脂材料的制备。
10、本专利技术光敏树脂材料成分的设计机理如下:
11、在紫外光照下，(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦裂解产生两个活性自由基，致使丙烯酸羟乙酯主链上的一个丙烯酸酯基团与脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯链上的丙烯酸酯基团发生聚合反应；而因丙烯酸羟乙酯的侧链含有羟基，丙烯酸羟乙酯侧链上的羟基与丙烯酸酯基团中的羧基结合或者丙烯酸羟乙酯侧链上的羟基与丙烯酸羟乙酯侧链上的羟基结合形成氢键，产生一个伪交联网络，增大丙烯酸羟乙酯树脂体系的拉伸强度。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
13、一、本专利技术采用的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯具有优异的耐光性，耐黄变性，低粘度，固化膜的综合性能好以及良好的柔韧性，并且表现出良好的硬度和抗划伤性能、较强的氧抑制能力，在一定程度上可以防止氧抑制和黄变。且脂肪族聚氨酯丙烯酸酯具有六个官能团，和丙烯酸羟乙酯发生光聚合反应，固化速度快，生成的交联网络密度大，从而提高拉伸性能，且使得打印的树脂材料具有优异的耐磨性。
14、二、(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦在405nm范围内对紫外吸收效果好，且具有漂白作用。
15、三、根据不同官能度和侧链基团结构稀释剂的聚合机理，本专利技术采用单官能团丙烯酸羟乙酯作为稀释剂，丙烯酸羟乙酯不仅可以有效降低脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯粘度，还可以赋予树脂体系相容性，低挥发性。
16、总之，本专利技术不需要添加交联剂、抗氧剂和增强剂，通过简单的制备工艺，即可制备可打印优异力学性能的刚性树脂。
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1.一种光固化3D打印刚性树脂的光敏树脂材料的制备方法，其步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印刚性树脂的光敏树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1按照如下质量百分比准备光敏树脂原料：照脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯62wt％-72wt％、丙烯酸羟乙酯25wt％-35wt％和(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦2wt％-4wt％。
3.根据权利要求2所述的一种光固化3D打印刚性树脂的光敏树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1按照如下质量百分比准备光敏树脂原料：照脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯72wt％、丙烯酸羟乙酯25wt％wt％和(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦3wt％。
4.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印刚性树脂的光敏树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2超声除气泡的具体方法是将棕色瓶放入超声波清洗器中，以230w-250w的功率处理150s-250s。
5.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印刚性树脂的光敏树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3在静置后的棕色瓶子中加
6.一种光固化3D打印刚性树脂的光敏树脂材料，其特征在于：所述光敏树脂材料由权利要求1-5任一制备方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种光固化3d打印刚性树脂的光敏树脂材料的制备方法，其步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种光固化3d打印刚性树脂的光敏树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1按照如下质量百分比准备光敏树脂原料：照脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯62wt％-72wt％、丙烯酸羟乙酯25wt％-35wt％和(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦2wt％-4wt％。
3.根据权利要求2所述的一种光固化3d打印刚性树脂的光敏树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1按照如下质量百分比准备光敏树脂原料：照脂肪族六官能团聚氨酯丙烯酸酯72wt％、丙烯酸羟乙酯25wt％wt％和(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦3wt％。
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