一種應(yīng)用于dlp3d打印機(jī)的新型光敏樹脂材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，包括如下質(zhì)量份：預(yù)聚物25～70，環(huán)氧樹脂30～60，稀釋劑15～30，光敏劑1～5，消泡劑0.5～13,流平劑0.5～12,陽離子光引發(fā)劑1～8，自由基光引發(fā)劑1～8，阻聚劑2～8，催化劑0.7～1.3，增韌劑5～15，交聯(lián)劑3～12。本發(fā)明能達(dá)到縮短固化時(shí)間，改善涂層的綜合性能，提高模型的韌性和硬度，優(yōu)化了光敏樹脂材料的力學(xué)性能，提高了生產(chǎn)效率，能量利用率大大提高的效果。
【專利說明】一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及3D打印機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹 脂材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會需求的多樣化，產(chǎn)品的競爭越來越激烈，更新的周期 越來越短，因而要求設(shè)計(jì)者不但能根據(jù)市場的要求設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，而且能在盡可能短的時(shí)間 內(nèi)制造出原型，從而進(jìn)行必要的性能測試，同時(shí)做出相應(yīng)的修改，最后形成能投放市場的定 型產(chǎn)品。近年來隨著快速成型技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展則很好的解決了傳統(tǒng)制造工藝中成本高、 周期長等問題，它不需要任何機(jī)械加工設(shè)備即可快速精確的制造極為復(fù)雜的工件。
[0003] DLP3D打印機(jī)是一種基于數(shù)字光處理的技術(shù)，這種技術(shù)先把影像信號經(jīng)過數(shù)字處 理，然后再把模型打印出來，其原理是將通過UHP燈泡發(fā)射出的冷光源通過冷凝透鏡，通過 Rod (光棒）將光均勻化，經(jīng)過處理后的光通過一個色輪，將光分成RGB三色（或者RGBW等 更多色），然后通過打印機(jī)將圖像打印出來，大大提高了打印精度。
[0004] 光敏樹脂即是UV樹脂，由聚合物單體與預(yù)聚體組成，在一定波長的紫外光照射下 立刻引起聚合反應(yīng)，完成固化。但是現(xiàn)有技術(shù)中的光敏樹脂存在一些缺點(diǎn)：1、固化的時(shí)間較 長，進(jìn)而影響了生產(chǎn)效率，而且增加了次品的機(jī)率；2、光敏樹脂材料的綜合性能和機(jī)械性能 不高，進(jìn)而影響了其應(yīng)用的范圍；3、現(xiàn)有技術(shù)中的光敏樹脂材料能量損耗較為嚴(yán)重。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，達(dá)到縮短 固化時(shí)間，改善涂層的綜合性能，提高模型的韌性和硬度，優(yōu)化了光敏樹脂材料的力學(xué)性 能，提1?了生廣效率，能量利用率大大提1?的目的。
[0006] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在于，包括如下質(zhì)量份：預(yù) 聚物25?70,環(huán)氧樹脂30?60,稀釋劑15?30,光敏劑1?5,消泡劑0. 5?13,流平 劑0. 5?12,陽離子光引發(fā)劑1?8,自由基光引發(fā)劑1?8,阻聚劑2?8,催化劑0. 7? 1. 3,增韌劑5?15,交聯(lián)劑3?12。
[0008] 進(jìn)一步，預(yù)聚物為丙烯酸酯，丙烯酸酯為丙烯正丁酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸-2 乙基己基酯、丙烯酸苯氧基乙基酯、丙烯酯2-羥丙基酯、丙烯酸環(huán)己基酯、丙烯酸縮水甘油 酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、三羥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、鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、雙酚A二乙二醇二丙烯酸 酯和丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或兩種以上的混合物，可以大大增強(qiáng)單官 能度丙烯酸酯的反應(yīng)活性，甚至在有氧存在的情況下，沒有光引發(fā)劑也可以聚合，因此具有 良好的附著力、耐化學(xué)性及柔韌性。
[0009] 進(jìn)一步，稀釋劑為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯和二縮三丙二 醇二丙烯酸酯中的至少一種，使樹脂具有便于加工的粘度，同時(shí)促進(jìn)交聯(lián)聚合物的形成。 [0010] 進(jìn)一步，光敏劑為自由基型光敏劑，自由基型光敏劑為苯乙酮、芳香酮或酰基膦氧 化物中的一種。
[0011] 進(jìn)一步，陽離子光引發(fā)劑為異丙苯基芳茂鐵鹽、甲苯基芳茂鐵鹽、苯基芳茂鐵鹽和 雙-[4-(二苯硫鎗基）苯基]硫-2-六氟磷酸中的至少一種，克服小分子光引發(fā)劑分解后 在固化膜中殘留的小分子或碎片對固化膜的劣化作用。
[0012] 進(jìn)一步，自由基光引發(fā)劑包括雙甲基氨對氧氮環(huán)丁酮、硫代苯基一對氧氮環(huán)丙酮、 2-氧硫雜蔥醌和2, 2-二甲基-2-羥基苯乙酮，增加了對紫外光的透明度，由于雙甲基氨對 氧氮環(huán)丁酮有較高的光化學(xué)活性，在光作用下可直接與丙烯酸酯發(fā)生抽氫反應(yīng)，產(chǎn)生高分 子鏈自由基，引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)，并且具有價(jià)格低和光固化作業(yè)能在空氣條件下進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn)。
[0013] 進(jìn)一步，阻聚劑為對苯二酚和對羥基苯甲醚中的至少一種，可以有效防止丙烯酸 上的不飽和基團(tuán)在制備丙烯酸酯的過程中發(fā)生自由基聚合，防止光敏樹脂產(chǎn)生凝膠。
[0014] 進(jìn)一步，催化劑為三乙醇胺、N，N-二甲基芐胺、N，N-二甲基苯胺、三乙胺中兩種以 上的混合物，可以提高反應(yīng)速度，降低合成物的粘度。
[0015] 進(jìn)一步，增韌劑為聚氨酯丙烯酸酯和鄰苯二甲酸二辛酯中的至少一種，提高了光 敏樹脂材料的抗沖擊性能。
[0016] 進(jìn)一步，交聯(lián)劑為雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯、酚醛丙烯酸酯、甘油環(huán)氧丙烯酸酯和三羥 甲基丙烷丙烯酸酯中的一種或兩種以上的混合物，使交聯(lián)劑體系具有較高的光固化速度和 固化膜硬度。
[0017] 本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：
[0018] 1、縮短了固化的時(shí)間，增強(qiáng)了光敏性能；
[0019] 2、改善涂層的綜合性能和機(jī)械性能，提高模型的韌性和硬度，優(yōu)化了光敏樹脂材 料的力學(xué)性能；
[0020] 3、提1?了生廣效率，能量利用率大大提1? ;
[0021] 4、增韌劑的加入可以提高光敏樹脂的沖擊性能，延長了材料的使用壽命。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，包括如下質(zhì)量份：預(yù)聚物 25?70,環(huán)氧樹脂30?60,稀釋劑15?30,光敏劑1?5,消泡劑0. 5?13,流平劑0. 5? 12,陽離子光引發(fā)劑1?8,自由基光引發(fā)劑1?8,阻聚劑2?8,催化劑0. 7?1. 3,增韌 劑5?15,交聯(lián)劑3?12。
[0023] -種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料的制備方法，包括如下步驟：在裝 有攪拌器、回流冷凝器和空溫設(shè)施的四口燒瓶中投入環(huán)氧樹脂、催化劑、阻聚劑等，并使之 混合均勻，以油浴加熱燒瓶至80°C時(shí)，用滴液漏斗滴加丙烯酸，緩慢升溫并嚴(yán)格控制反應(yīng) 溫度在115°C，在該溫度范圍內(nèi)滴加完畢，反應(yīng)一定時(shí)候后開始測量反應(yīng)物的酸值，當(dāng)反應(yīng) 物的PH值降至3. 5以下時(shí)，停止反應(yīng)，然后對產(chǎn)品進(jìn)行純化處理，加入適量的熱水，攪拌 5min，靜置分層后傾去上層水溶液，以除去為反應(yīng)的阻聚劑和催化劑。重復(fù)上述過程5次 后，除去體系中剩余的水分，得到黃色液體即為新型光敏樹脂材料。
[0024] 本發(fā)明的數(shù)據(jù)參數(shù)如表1至2所示
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在于，包括如下質(zhì)量份：預(yù)聚 物25?70,環(huán)氧樹脂30?60,稀釋劑15?30,光敏劑1?5,消泡劑0. 5?13,流平劑 0. 5?12,陽離子光引發(fā)劑1?8,自由基光引發(fā)劑1?8,阻聚劑2?8,催化劑0. 7?1. 3， 增韌劑5?15,交聯(lián)劑3?12。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在 于：所述預(yù)聚物為丙烯酸酯，所述丙烯酸酯為丙烯正丁酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸-2乙基 己基酯、丙烯酸苯氧基乙基酯、丙烯酯2-羥丙基酯、丙烯酸環(huán)己基酯、丙烯酸縮水甘油酯、 丙烯酸二甲基氨基乙酯、三羥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、鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、雙酚A二乙二醇二丙烯酸酯和 丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或兩種以上的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在于： 所述稀釋劑為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯和二縮三丙二醇二丙烯酸酯 中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在于： 所述光敏劑為自由基型光敏劑，所述自由基型光敏劑為苯乙酮、芳香酮或?；⒀趸镏?的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在于： 所述陽離子光引發(fā)劑為異丙苯基芳茂鐵鹽、甲苯基芳茂鐵鹽、苯基芳茂鐵鹽和雙_[4-(二 苯硫鐵基）苯基]硫-2-六氟磷酸中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在于： 所述自由基光引發(fā)劑包括雙甲基氨對氧氮環(huán)丁酮、硫代苯基一對氧氮環(huán)丙酮、2-氧硫雜蔥 醌和2, 2-二甲基-2-羥基苯乙酮。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在于： 所述阻聚劑為對苯二酚和對羥基苯甲醚中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在于： 所述催化劑為三乙醇胺、N，N-二甲基芐胺、N，N-二甲基苯胺、三乙胺中兩種以上的混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在于： 所述增韌劑為聚氨酯丙烯酸酯和鄰苯二甲酸二辛酯中的至少一種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于DLP3D打印機(jī)的新型光敏樹脂材料，其特征在 于：所述交聯(lián)劑為雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯、酚醛丙烯酸酯、甘油環(huán)氧丙烯酸酯和三羥甲基丙烷 丙烯酸酯中的一種或兩種以上的混合物。
【文檔編號】C08G59/17GK104151526SQ201410386203
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】裴文劍 申請人:浙江閃鑄三維科技有限公司