一种应用于dlp3d打印机的新型光敏树脂材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，包括如下质量份：预聚物25～70，环氧树脂30～60，稀释剂15～30，光敏剂1～5，消泡剂0.5～13,流平剂0.5～12,阳离子光引发剂1～8，自由基光引发剂1～8，阻聚剂2～8，催化剂0.7～1.3，增韧剂5～15，交联剂3～12。本发明能达到缩短固化时间，改善涂层的综合性能，提高模型的韧性和硬度，优化了光敏树脂材料的力学性能，提高了生产效率，能量利用率大大提高的效果。
【专利说明】一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及3D打印机【技术领域】，尤其涉及一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树 脂材料。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的发展和社会需求的多样化，产品的竞争越来越激烈，更新的周期 越来越短，因而要求设计者不但能根据市场的要求设计新产品，而且能在尽可能短的时间 内制造出原型，从而进行必要的性能测试，同时做出相应的修改，最后形成能投放市场的定 型产品。近年来随着快速成型技术的出现与发展则很好的解决了传统制造工艺中成本高、 周期长等问题，它不需要任何机械加工设备即可快速精确的制造极为复杂的工件。
[0003] DLP3D打印机是一种基于数字光处理的技术，这种技术先把影像信号经过数字处 理，然后再把模型打印出来，其原理是将通过UHP灯泡发射出的冷光源通过冷凝透镜，通过 Rod (光棒）将光均匀化，经过处理后的光通过一个色轮，将光分成RGB三色（或者RGBW等 更多色），然后通过打印机将图像打印出来，大大提高了打印精度。
[0004] 光敏树脂即是UV树脂，由聚合物单体与预聚体组成，在一定波长的紫外光照射下 立刻引起聚合反应，完成固化。但是现有技术中的光敏树脂存在一些缺点：1、固化的时间较 长，进而影响了生产效率，而且增加了次品的机率；2、光敏树脂材料的综合性能和机械性能 不高，进而影响了其应用的范围；3、现有技术中的光敏树脂材料能量损耗较为严重。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，达到缩短 固化时间，改善涂层的综合性能，提高模型的韧性和硬度，优化了光敏树脂材料的力学性 能，提1?了生广效率，能量利用率大大提1?的目的。
[0006] 本发明采用如下技术方案：
[0007] -种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在于，包括如下质量份：预 聚物25?70,环氧树脂30?60,稀释剂15?30,光敏剂1?5,消泡剂0. 5?13,流平 剂0. 5?12,阳离子光引发剂1?8,自由基光引发剂1?8,阻聚剂2?8,催化剂0. 7? 1. 3,增韧剂5?15,交联剂3?12。
[0008] 进一步，预聚物为丙烯酸酯，丙烯酸酯为丙烯正丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-2 乙基己基酯、丙烯酸苯氧基乙基酯、丙烯酯2-羟丙基酯、丙烯酸环己基酯、丙烯酸缩水甘油 酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二丙 烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、双酚A二乙二醇二丙烯酸 酯和丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合物，可以大大增强单官 能度丙烯酸酯的反应活性，甚至在有氧存在的情况下，没有光引发剂也可以聚合，因此具有 良好的附着力、耐化学性及柔韧性。
[0009] 进一步，稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯和二缩三丙二 醇二丙烯酸酯中的至少一种，使树脂具有便于加工的粘度，同时促进交联聚合物的形成。 [0010] 进一步，光敏剂为自由基型光敏剂，自由基型光敏剂为苯乙酮、芳香酮或酰基膦氧 化物中的一种。
[0011] 进一步，阳离子光引发剂为异丙苯基芳茂铁盐、甲苯基芳茂铁盐、苯基芳茂铁盐和 双-[4-(二苯硫鎗基）苯基]硫-2-六氟磷酸中的至少一种，克服小分子光引发剂分解后 在固化膜中残留的小分子或碎片对固化膜的劣化作用。
[0012] 进一步，自由基光引发剂包括双甲基氨对氧氮环丁酮、硫代苯基一对氧氮环丙酮、 2-氧硫杂蔥醌和2, 2-二甲基-2-羟基苯乙酮，增加了对紫外光的透明度，由于双甲基氨对 氧氮环丁酮有较高的光化学活性，在光作用下可直接与丙烯酸酯发生抽氢反应，产生高分 子链自由基，引发交联反应，并且具有价格低和光固化作业能在空气条件下进行等优点。
[0013] 进一步，阻聚剂为对苯二酚和对羟基苯甲醚中的至少一种，可以有效防止丙烯酸 上的不饱和基团在制备丙烯酸酯的过程中发生自由基聚合，防止光敏树脂产生凝胶。
[0014] 进一步，催化剂为三乙醇胺、N，N-二甲基苄胺、N，N-二甲基苯胺、三乙胺中两种以 上的混合物，可以提高反应速度，降低合成物的粘度。
[0015] 进一步，增韧剂为聚氨酯丙烯酸酯和邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种，提高了光 敏树脂材料的抗冲击性能。
[0016] 进一步，交联剂为双酚A环氧丙烯酸酯、酚醛丙烯酸酯、甘油环氧丙烯酸酯和三羟 甲基丙烷丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合物，使交联剂体系具有较高的光固化速度和 固化膜硬度。
[0017] 本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
[0018] 1、缩短了固化的时间，增强了光敏性能；
[0019] 2、改善涂层的综合性能和机械性能，提高模型的韧性和硬度，优化了光敏树脂材 料的力学性能；
[0020] 3、提1?了生广效率，能量利用率大大提1? ;
[0021] 4、增韧剂的加入可以提高光敏树脂的冲击性能，延长了材料的使用寿命。
【具体实施方式】
[0022] 本发明一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，包括如下质量份：预聚物 25?70,环氧树脂30?60,稀释剂15?30,光敏剂1?5,消泡剂0. 5?13,流平剂0. 5? 12,阳离子光引发剂1?8,自由基光引发剂1?8,阻聚剂2?8,催化剂0. 7?1. 3,增韧 剂5?15,交联剂3?12。
[0023] -种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料的制备方法，包括如下步骤：在装 有搅拌器、回流冷凝器和空温设施的四口烧瓶中投入环氧树脂、催化剂、阻聚剂等，并使之 混合均匀，以油浴加热烧瓶至80°C时，用滴液漏斗滴加丙烯酸，缓慢升温并严格控制反应 温度在115°C，在该温度范围内滴加完毕，反应一定时候后开始测量反应物的酸值，当反应 物的PH值降至3. 5以下时，停止反应，然后对产品进行纯化处理，加入适量的热水，搅拌 5min，静置分层后倾去上层水溶液，以除去为反应的阻聚剂和催化剂。重复上述过程5次 后，除去体系中剩余的水分，得到黄色液体即为新型光敏树脂材料。
[0024] 本发明的数据参数如表1至2所示
[0025]
【权利要求】
1. 一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在于，包括如下质量份：预聚 物25?70,环氧树脂30?60,稀释剂15?30,光敏剂1?5,消泡剂0. 5?13,流平剂 0. 5?12,阳离子光引发剂1?8,自由基光引发剂1?8,阻聚剂2?8,催化剂0. 7?1. 3， 增韧剂5?15,交联剂3?12。
2. 根据权利要求1所述的一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在 于：所述预聚物为丙烯酸酯，所述丙烯酸酯为丙烯正丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-2乙基 己基酯、丙烯酸苯氧基乙基酯、丙烯酯2-羟丙基酯、丙烯酸环己基酯、丙烯酸缩水甘油酯、 丙烯酸二甲基氨基乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二丙烯酸 酯、三丙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、双酚A二乙二醇二丙烯酸酯和 丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合物。
3. 根据权利要求1所述的一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在于： 所述稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯 中的至少一种。
4. 根据权利要求1所述的一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在于： 所述光敏剂为自由基型光敏剂，所述自由基型光敏剂为苯乙酮、芳香酮或酰基膦氧化物中 的一种。
5. 根据权利要求1所述的一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在于： 所述阳离子光引发剂为异丙苯基芳茂铁盐、甲苯基芳茂铁盐、苯基芳茂铁盐和双_[4-(二 苯硫鐵基）苯基]硫-2-六氟磷酸中的至少一种。
6. 根据权利要求1所述的一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在于： 所述自由基光引发剂包括双甲基氨对氧氮环丁酮、硫代苯基一对氧氮环丙酮、2-氧硫杂蔥 醌和2, 2-二甲基-2-羟基苯乙酮。
7. 根据权利要求1所述的一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在于： 所述阻聚剂为对苯二酚和对羟基苯甲醚中的至少一种。
8. 根据权利要求1所述的一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在于： 所述催化剂为三乙醇胺、N，N-二甲基苄胺、N，N-二甲基苯胺、三乙胺中两种以上的混合物。
9. 根据权利要求1所述的一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在于： 所述增韧剂为聚氨酯丙烯酸酯和邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
10. 根据权利要求1所述的一种应用于DLP3D打印机的新型光敏树脂材料，其特征在 于：所述交联剂为双酚A环氧丙烯酸酯、酚醛丙烯酸酯、甘油环氧丙烯酸酯和三羟甲基丙烷 丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合物。
【文档编号】C08G59/17GK104151526SQ201410386203
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】裴文剑 申请人:浙江闪铸三维科技有限公司