本發(fā)明涉及一種3D光固化成型打印材料，具體涉及一種低粘度有色3D-SLA打印液及其制備方法，屬于3D打印和化工材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：光固化成型(StereoLithographyApparatus,SLA)是最早被提出并商業(yè)化應(yīng)用的快速成型技術(shù)，也是目前3D打印行業(yè)最主流的技術(shù)類型之一。至今，SLA3D打印技術(shù)的應(yīng)用幾乎包括了制造領(lǐng)域的各個(gè)行業(yè)，在醫(yī)療、人體工程、文物保護(hù)等行業(yè)也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。與其他技術(shù)類型相比，SLA打印的模型精度高，表面質(zhì)量好，成型速度快，并且可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。由于普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有實(shí)實(shí)在在的原材料，打印機(jī)與電腦連接后，通過(guò)電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物，所以打印材料對(duì)精度和產(chǎn)品性能影響較大。目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上常用的3D打印液多為透明、白色、黑色，顏色種類較少，這是因?yàn)閁V色漿的加入會(huì)導(dǎo)致固化后的模型較脆，易斷裂，打印精度低，甚至大的模型出現(xiàn)很嚴(yán)重的斷裂問(wèn)題。因此，成功開發(fā)一種粘度低、固化快、精度高、固化后強(qiáng)度和韌性平衡、斷裂強(qiáng)度高的有色樹脂是國(guó)產(chǎn)化3D打印技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服上述不足，而提供一種低粘度有色3D-SLA打印液及其制備方法，既具有低粘度、高精度和快速固化的優(yōu)點(diǎn),又具有有色打印后固化強(qiáng)度、韌性平衡度、固化后斷裂強(qiáng)度高的特點(diǎn)。本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種低粘度有色3D-SLA打印液，主要由下列重量份比的原料制成：所述的低粘度有色3D-SLA打印液，優(yōu)選主要由下列重量份比的原料制成：上述低粘度有色3D-SLA打印液中，所述的低粘度環(huán)氧丙烯酸酯指黏度在800-3500mPa·s(25℃)的環(huán)氧丙烯酸酯。所述的有機(jī)硅納米樹脂優(yōu)先選自雙酚A二縮水甘油醚有機(jī)硅樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂有機(jī)硅樹脂中的一種或幾種。所述的活性稀釋劑選自四氫呋喃甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、間苯氧基苯甲基丙烯酸酯、月桂酸甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯苯氧乙酯、三丙二醇二丙烯酸酯中的一種或幾種。所述消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑或聚醚類消泡劑。所述的光引發(fā)劑選自TPO(2,4,6-三甲基苯甲基-乙氧基-苯基氧化膦)、光引發(fā)劑819(苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲?；趸?)、光引發(fā)劑907(2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮)、光引發(fā)劑1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮)中的一種或幾種。所述的UV色漿為紅色、黃色、藍(lán)色、黑色或白色色漿，優(yōu)選紅色、黃色或藍(lán)色。本發(fā)明配置的黃色打印液打印出來(lái)的黃色3D打印件效果最好，無(wú)論是色澤還是精度、性能相對(duì)于市面的同類產(chǎn)品效果改善最顯著。本發(fā)明低粘度有色3D-SLA打印液，進(jìn)一步優(yōu)選由下列重量份比的原料制成：即低粘度黃色3D-SLA打印液，此方中活性稀釋劑優(yōu)選為四氫呋喃甲基丙烯酸酯、間苯氧基苯甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯苯氧乙酯；進(jìn)一步優(yōu)選三者重量份比例20-25:30-33:20-22。光引發(fā)劑優(yōu)選TPO。上述的低粘度有色3D-SLA打印液的制備方法：將低粘度環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、有機(jī)硅納米樹脂、光引發(fā)劑與活性稀釋劑混合,以3000-4500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20-40分鐘,使引發(fā)劑全部溶解，再加入消泡劑和UV色漿，放在三輥機(jī)中,研磨1-3小時(shí)。本發(fā)明所用的低粘度環(huán)氧丙烯酸酯具有快速固化、高硬度、卓越的耐化學(xué)品性、粘度低、高表面耐抗性、高光澤的優(yōu)點(diǎn)，且收縮率低，對(duì)金屬基材附著性好；聚氨酯丙烯酸酯，黃變低，反應(yīng)活性高，具有良好的硬度，并且具有卓越的耐磨性和抗劃傷性能，非常適合3D打??；有機(jī)硅納米樹脂可以大大提高配方的斷裂強(qiáng)度，不影響模量或玻璃化溫度，不會(huì)顯著增加粘度。通過(guò)將低粘度環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、有機(jī)硅樹脂、光引發(fā)劑、消泡劑、稀釋劑及色漿的有效搭配和優(yōu)化,本發(fā)明的低粘度有色3D-SLA打印液不僅具有粘度低、固化快的優(yōu)點(diǎn),并且固化強(qiáng)度、韌性平衡度、固化后斷裂強(qiáng)度高,具有成型快、制品尺寸精度高,無(wú)固化不完全、翹邊等不良情況的特點(diǎn),非常適宜在基于SLA技術(shù)打印材料中應(yīng)用。附圖說(shuō)明圖1為用本發(fā)明實(shí)施例1材料打印出的模型樣品(黃色)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述,但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。本發(fā)明實(shí)施例所用的原料來(lái)源如下：低粘度環(huán)氧丙烯酸酯選自上海ALLnex集團(tuán)的環(huán)氧丙烯酸酯(9636型號(hào)樹脂)、臺(tái)灣長(zhǎng)興化學(xué)材料有限公司的環(huán)氧丙烯酸酯(DR-G915型號(hào)樹脂)和RAHN的環(huán)氧丙烯酸酯(97-053型號(hào)樹脂)。聚氨酯丙烯酸酯選自臺(tái)灣長(zhǎng)興化學(xué)材料有限公司的聚氨酯丙烯酸酯(DR-U160型號(hào)樹脂)，SARTOMER有限公司的聚氨酯丙烯酸酯(CN966J75NS型號(hào)樹脂)。有機(jī)硅樹脂選自TEGO的雙酚A二縮水甘油醚有機(jī)硅樹脂(ALBIDUR3350UV)、脂肪族環(huán)氧樹脂有機(jī)硅樹脂(ALBIDURPU5340)。活性稀釋劑選自SARTOMER的四氫呋喃甲基丙烯酸酯(SR203)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(SR206NS)、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯(SR259)，臺(tái)灣長(zhǎng)興的間苯氧基苯甲基丙烯酸酯(EM2050)、月桂酸甲基丙烯酸酯(EM315)，上海湛新的丙烯酸酯苯氧乙酯(EBECRYL114)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)。消泡劑包括有機(jī)硅類消泡劑和聚醚類消泡劑，有機(jī)硅類消泡劑購(gòu)自德國(guó)畢克化學(xué)公司,產(chǎn)品編號(hào)BYK-028，聚醚類消泡劑購(gòu)自德國(guó)畢克化學(xué)公司,產(chǎn)品編號(hào)BYK-055。光引發(fā)劑優(yōu)選為廣州有為化學(xué)有限公司生產(chǎn)的光引發(fā)劑TPO、819、907、1173。UV色漿包括紅、黃、藍(lán)、黑、白五色色漿,其中,紅色、白色和黑色UV色漿選用廣州市墨克化工有限公司,黃色和藍(lán)色UV色漿選用上海朗仕化學(xué)材料有限公司。實(shí)施例1低粘度有色3D-SLA打印液的制備：按重量份稱取低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(9636)12份，聚氨酯丙烯酸酯(DR-U160)15份，雙酚A二縮水甘油醚有機(jī)硅樹脂(ALBIDUR3350UV)8.5份，活性稀釋劑四氫呋喃甲基丙烯酸酯(SR203)25份，間苯氧基苯甲基丙烯酸酯(EM2050)32份，丙烯酸酯苯氧乙酯(EBECRYL114)20份，消泡劑BYK-0280.5份，光引發(fā)劑TPO(2,4,6-三甲基苯甲基-乙氧基-苯基氧化膦)1.5份，黃色UV色漿1份；將低粘度環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、有機(jī)硅納米樹脂、光引發(fā)劑與活性稀釋劑混合,以4000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30分鐘,使引發(fā)劑全部溶解，再加入消泡劑和UV色漿，放在三輥機(jī)中,研磨2小時(shí)。實(shí)施例2低粘度有色3D-SLA打印液的制備：按重量份稱取低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(DR-G915)6份，低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(9636)8份，聚氨酯丙烯酸酯(DR-U160)28份，脂肪族環(huán)氧樹脂有機(jī)硅樹脂(ALBIDURPU5340)8份，活性稀釋劑乙二醇二甲基丙烯酸酯(SR206NS)38份，消泡劑BYK-0280.5份，光引發(fā)劑819苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲?；趸?3份，紅色UV色漿4份；制備操作如實(shí)施例1。實(shí)施例3低粘度有色3D-SLA打印液的制備：按重量份稱取低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(97-053)10份，低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(DR-G915)15份，聚氨酯丙烯酸酯(CN966J75NS)30份，脂肪族環(huán)氧樹脂有機(jī)硅樹脂(ALBIDURPU5340)9份，活性稀釋劑間苯氧基苯甲基丙烯酸酯(EM2050)30份，活性稀釋劑三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)28份，光引發(fā)劑819(苯基雙2,4,6-三甲基苯甲酰基氧化膦)1.5份，光引發(fā)劑907(2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮)2份，消泡劑BYK-0550.5份，藍(lán)色UV色漿2份；制備操作如實(shí)施例1。實(shí)施例4低粘度有色3D-SLA打印液的制備：按重量份稱取低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(DR-G915)10份，低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(97-053)20份，聚氨酯丙烯酸酯(DR-U160)20份，聚氨酯丙烯酸酯(CN966J75NS)22份，脂肪族環(huán)氧樹脂有機(jī)硅樹脂(ALBIDURPU5340)8.5份,活性稀釋劑月桂酸甲基丙烯酸酯(EM315)32份，活性稀釋劑三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)28份，消泡劑BYK-0280.5份，光引發(fā)劑1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮)1.5份，光引發(fā)劑TPO(2,4,6-三甲基苯甲基-乙氧基-苯基氧化膦)2.5份，白色UV色漿0.5份；制備操作如實(shí)施例1。實(shí)施例5低粘度有色3D-SLA打印液的制備：按重量份稱取低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(97-053)15份，低粘度環(huán)氧丙烯酸(9636)12份，聚氨酯丙烯酸酯(DR-U160)15份，脂肪族環(huán)氧樹脂有機(jī)硅樹脂(ALBIDURPU5340)0.1份，聚氨酯丙烯酸酯(CN966J75NS)23份，活性稀釋劑聚乙二醇(200)二丙烯酸酯)(SR259)28份，活性稀釋劑三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)30份，消泡劑BYK-0550.5份，光引發(fā)劑1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮)1.5份，光引發(fā)劑TPO(2,4,6-三甲基苯甲基-乙氧基-苯基氧化膦)2.5份，光引發(fā)劑819苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲?；趸?1份，黑色UV色漿1.5份。制備操作如實(shí)施例1。實(shí)施例6低粘度有色3D-SLA打印液的制備：按重量份稱取黃色UV色漿2.0份；低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(DR-G915型號(hào)樹脂)10份，低粘度環(huán)氧丙烯酸酯(97-053)5份，聚氨酯丙烯酸酯(CN966J75NS型號(hào)樹脂)20份，聚氨酯丙烯酸酯(DR-U160)10份，雙酚A二縮水甘油醚有機(jī)硅樹脂(ALBIDUR3350UV)10份，活性稀釋劑四氫呋喃甲基丙烯酸酯(SR203)20份，間苯氧基苯甲基丙烯酸酯(EM2050)33份，丙烯酸酯苯氧乙酯(EBECRYL114)22份，消泡劑BYK-0281份，光引發(fā)劑TPO(2,4,6-三甲基苯甲基-乙氧基-苯基氧化膦)2.5份，光引發(fā)劑819苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲?；趸?0.5份；制備操作如實(shí)施例1。本發(fā)明所得一種低粘度有色3D-SLA打印液的物理性質(zhì)如表1：表1外觀黃紅藍(lán)白黑粘度/cps298-325325359462431密度/g.cm-31.52-1.561.461.591.681.62實(shí)施例1-6打印液在打印機(jī)中的應(yīng)用分別將實(shí)施例1-6中所得的低粘度有色3D-SLA打印液倒入美國(guó)Formlabs1+打印機(jī)中的樹脂槽中,通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字建模、分層軟件分層，設(shè)置分層厚度d＝0.100mm，打印后固化成型,所得模型精致,說(shuō)明本申請(qǐng)所提供的低粘度有色3D-SLA打印液,可成功用于商業(yè)打印機(jī)。所得模型的機(jī)械性能如表2:表2以實(shí)施例1低粘度黃色3D-SLA打印液為代表，將實(shí)施例1中所得的低粘度黃色3D-SLA打印液倒入美國(guó)Formlabs1+打印機(jī)中的樹脂槽中,通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字建模、分層軟件分層，設(shè)置分層厚度d＝0.100mm，打印后固化成型,所得模型表面精致光滑，硬度高且柔韌性好。將模型放在室外暴曬三個(gè)月，沒(méi)有出現(xiàn)開裂情況，而市售黃色打印液得到的模型放在室外暴曬一周就出現(xiàn)明顯的開裂情況，相比，本發(fā)明所得到的黃色打印液固化后的斷裂強(qiáng)度明顯提高。本發(fā)明其他顏色的模型在室外暴曬三個(gè)月也沒(méi)有出現(xiàn)開裂情況，都明顯好于市售同色產(chǎn)品。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3