本发明涉及3d打印,具体为一种用于可见光3d打印机的光固化树脂及其制备方法。
背景技术:
1、3d打印技术是快速成型技术的一种,又被称为增材制造技术,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或非金属材料等,通过逐层打印的方式实现成型的技术。
2、光固化成型(简称sla)是目前重要的成型方式之一,它是用特定波长与强度的光源照射到光固化材料表面,树脂吸收光束能量,发生聚合反应,由点到线,由线到面顺序由液态迅速变成固态,形成一层固化面,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面,这样层层叠加构成一个三维实体。
3、可见光固化树脂一般包含三种主要成分:基体树脂、稀释剂和光引发剂。而可见光固化树脂的气味主要源于低分子量稀释剂、光引发剂以及相关助剂等。现有的可见光固化树脂气味大、固化速率较慢,限制了其应用领域和成型效率。目前,还没有低气味可见光固化树脂的相关文献和报道。
技术实现思路
1、针对现有技术中可见光固化树脂存在气味大、固化速率较慢,限制了其应用领域和成型效率的问题,本发明提供一种用于可见光3d打印机的光固化树脂及其制备方法,通过该方法得到的光固化树脂具有气味低、固化速度较快的特点。
2、本发明是通过以下技术方案来实现:
3、一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,光固化树脂按质量份数计由以下组分组成:环氧丙烯酸树脂10~50份、自制聚氨酯丙烯酸酯5~30份、pegda聚乙二醇二丙烯酸酯10~30份;可见光引发剂0.1~8份、自制敏化剂0.1~5份、增感剂0.1~5份、纳米色浆0.1~5份和除味剂0.1~5份。
4、优选的,自制聚氨酯丙烯酸酯按照以下步骤制得:
5、s1,将二异氰酸酯与丙烯酸羟酯,按比例混合均匀,加入苯甲酰氯、滴有机锡,充分反应1~5h;
6、s2,向s1中加入一定比例聚醚多元醇,升温至50~90℃,继续反应2~7h得到自制聚氨酯丙烯酸酯。
7、优选的,自制敏化剂按照以下步骤制得:
8、a、取二羟甲基丙酸置于三口烧瓶中;
9、b、在放有二羟甲基丙酸的三口瓶中加入马来酸酐和丙烯酸酐,并进行加热后,待反应过程中固体逐渐溶解,得到无色透明液体。
10、进一步的,二羟甲基丙酸10~18份、马来酸酐10~15份和丙烯酸酐11~18份。
11、进一步的,加热温度为85~90℃,反应过程时间为2~3h。
12、优选的,自制敏化剂按照以下步骤制得:
13、s1,取二羟甲基丙酸置于三口烧瓶中;
14、s2,在放有二羟甲基丙酸的三口瓶中加入丙烯酸酐,并进行加热后,待反应过程中固体逐渐溶解,得到无色透明液体。
15、进一步的,二羟甲基丙酸10~15份和丙烯酸酐20~30份。
16、进一步的,加热温度为75~90℃,反应过程时间为1~1.5h。
17、优选的,增感剂的处理方法为向高沸点硫醇中加入活性炭,充分搅拌后抽滤得到,其中高沸点硫醇包括十二烷基硫醇、十四烷基硫醇和十六烷基硫醇。
18、根据上述所述的用于可见光3d打印机的光固化树脂的制备方法,按照以下步骤进行:
19、称取环氧丙烯酸树脂10~15份、自制聚氨酯丙烯酸酯5~30份、pegda聚乙二醇二丙烯酸酯10~30份加入反应器中机械搅拌混合均匀,并将反应器放置在暗室中加入可见光引发剂0.1~8份、自制敏化剂0.1~5份、增感剂0.1~5份、纳米色浆0.1~0.5份和除味剂0.1~5份加热至50-80℃搅拌均匀后得到所述用于可见光3d打印机的光固化树脂。
20、与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
21、本发明提供了一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,针对现有可见光固化树脂气味大、固化速度较慢的缺点,本发明选用无气味的基体树脂和稀释剂,添加了除味剂,最大限度地降低了气味;同时自制了敏化剂,添加了增感剂以保证固化速率;引发剂经光照形成的自由基夺取硫醇上面巯基的氢原子,形成巯基自由基,巯基自由基进攻碳碳双键形成烷基自由基中间体,进而发生聚合。在这个过程中巯基自由基的活性高于烷基自由基,所以在体系里加入硫醇可以保证固化速率。
1.一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,其特征在于,光固化树脂按质量份数计由以下组分组成:环氧丙烯酸树脂10~50份、自制聚氨酯丙烯酸酯5~30份、pegda聚乙二醇二丙烯酸酯10~30份;可见光引发剂0.1~8份、自制敏化剂0.1~5份、增感剂0.1~5份、纳米色浆0.1~5份和除味剂0.1~5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,其特征在于,所述自制聚氨酯丙烯酸酯按照以下步骤制得:
3.根据权利要求1所述的一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,其特征在于,自制敏化剂按照以下步骤制得:
4.根据权利要求3所述的一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,其特征在于,所述二羟甲基丙酸10~18份、马来酸酐10~15份和丙烯酸酐11~18份。
5.根据权利要求3所述的一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,其特征在于,加热温度为85~90℃,反应过程时间为2~3h。
6.根据权利要求1所述的一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,其特征在于,自制敏化剂按照以下步骤制得:
7.根据权利要求6所述的一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,其特征在于,所述二羟甲基丙酸10~15份和丙烯酸酐20~30份。
8.根据权利要求6所述的一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,其特征在于,加热温度为75~90℃,反应过程时间为1~1.5h。
9.根据权利要求1所述的一种用于可见光3d打印机的光固化树脂,其特征在于,所述增感剂的处理方法为向高沸点硫醇中加入活性炭,充分搅拌后抽滤得到,其中高沸点硫醇包括十二烷基硫醇、十四烷基硫醇和十六烷基硫醇。
10.根据权利要求1-9任一项所述的用于可见光3d打印机的光固化树脂的制备方法,其特征在于,按照以下步骤进行: