[发明专利]一种光固化3D打印用光敏树脂组合物

说明书

本发明属于光固化3D打印用的化工材料技术领域，具体公开了一种用于熔模铸造的光固化3D打印用光敏树脂组合物。本发明的光敏树脂组合物按重量百分比包括以下组份：(A)聚醚多元醇(甲基)丙烯酸酯40～80％，(B)丙烯酸酯低聚物0～40％，(C)烷氧化丙烯酸酯单体10～50％，(D)光引发剂0.1～5％，(E)助剂0.01～5％，上述各组份之和达到100％。本发明的光敏树脂组合物通过使用含低裂解温度的C‑O醚键的物质，能够有效降低气化裂解温度，从而可获得低分解温度、低灰分、高精度的消失模。

技术领域

本发明属于光固化3D打印用的化工材料技术领域，尤其涉及一种用于熔模铸造的光固化3D打印用光敏树脂组合物。

背景技术

3D打印是近年来得到快速发展的快速成型技术，具有十几种不同的技术类型，其中光固化技术是应用最为广泛的，它是以光敏树脂为成型材料，通过计算机控制紫外光的扫描使光敏树脂，以一定的形状固化形成一定厚度的薄片，在原有固化薄片基础上进行涂覆一层新的液体光敏树脂继续进行下一次的扫描固化。新的一层固化后粘结在前一层上，重复此过程可得到完整的零件。相对于其它类型的3D打印技术，光固化3D打印技术具有打印精度高，表面光滑度高，成型速度快等优点。

熔模铸造，又称为失蜡铸造，可通过铸造的方法制造具有复杂图形的材料，其在首饰、牙科、发动机制造等行业具有较广的应用。传统的熔模铸造一般使用易熔化的蜡料等物质作为熔模铸造模型原料，制作模型后使用耐高温的壳层材料将其包覆，在高温环境中内部蜡经熔化、挥发后剩余空壳即为型壳，灌注熔融金属材料后可得到打印模型相同造型的金属工件。

传统的熔模铸造用消失模通常是使用蜡料经人工雕刻加工得到，此方法生产周期长，成本高。相对于传统的方法，使用3D打印的方法得到铸造消失模的方法具有成型精度高、周期时间短、成本低等优点。

目前使用的光敏树脂存在分解温度高，操作时间长等缺点，降低分解温度有利于减少型壳的破裂，降低操作时间。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种能够应用于SLA或DLP型的3D打印机的用于熔模铸造的光固化3D打印用光敏树脂组合物及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：一种光固化3D打印用光敏树脂组合物，其重量百分比的组分为：

上述各组成物质的百分比组成之和满足100％。

环状的化合物较链状的化合物有更高的刚性及裂解温度；同时，以C-O醚键作为主链的聚合物中又较以C-C键作为主链的聚合物有更低的裂解温度。所以，含有链状的聚醚链的丙烯酸酯固化物可发现其裂解温度明显地降低。

(A)聚醚多元醇(甲基)丙烯酸酯

优选的，所述聚醚多元醇(甲基)丙烯酸酯由聚醚多元醇或支化聚醚多元与(甲基)丙烯酸酯进行酯交换反应得到。所述聚醚多元醇的官能度为2，相对分子质量为200～5000。聚醚多元醇相对分子质量大于5000，黏度较高，小于200，固化后收缩变形较大。

常见的商品化的聚醚丙烯酸酯有聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，如SR252，SR259，SR344，SR603，SR610(沙多玛)，EM224，EM226，EM228，EM324，EM326，EM327(长兴)；聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，如SR644(沙多玛)。

(B)丙烯酸酯低聚物

优选的，所述丙烯酸酯低聚物为通过下述方法制备的不含芳香族基团及脂环族基团的丙烯酸酯低聚物。

本发明所述丙烯酸酯低聚物由脂肪族异氰酸酯的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与聚醚多元醇及丙烯酸羟丙酯反应得到的聚氨酯丙烯酸酯。所述聚醚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃。

(C)烷氧化丙烯酸酯单体