[发明专利]一种3D打印材料用光敏树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种3D打印材料用光敏树脂及其制备方法，属于3D打印材料技术领域。本发明通过硅胶胶体粒子迅速吸附在白刚玉砂颗粒表面形成单层饱和分布，并填充于白刚玉砂颗粒间隙，增加了Al₂O₃颗粒之间的静电斥力位能，而且生成了一种新的空间斥力位能，由于位阻效应和静电排斥的相互协同作用，从而有效地阻止了颗粒间的团聚，改善了白刚玉砂的分散性能，同时通过对包覆在白刚玉砂表面的SiO₂胶体颗粒采用原子转移自由基聚合方法进行表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯，进一步提高了白刚玉砂在光固化树脂基体中的分散性，再以环氧丙烯酸酯与聚氨酯丙烯酸酯复配配置成光固化树脂基体与白刚玉砂协同作用，改善光敏树脂的硬度、耐热性和机械性能。

技术领域

本发明涉及一种3D打印材料用光敏树脂及其制备方法，属于3D打印材料技术领域。

背景技术

随着经济的全球化，现代化市场竞争将越来越激烈，产品的生产速度必然会影响到产品在市场中的竞争力。目前的快速成型技术在发达国家应用面非常广，而类似于三维快速成型打印技术等新型技术也逐渐发展开来，该技术可在生产速度、生产效率、生产成本、成型种类、运行和操作技术、材料种类以及一些复杂形状设计等方面有很大优势，具有广阔的发展前景，十几年来，SL技术在设备应用、软件开发和制作工艺等方面取得了很大的进步。

光固化快速成型技术(光固化成形系统，SLA)是最广泛使用的，用于快速成型技术的发展前景最好，技术最成熟的。其制件具有极高的精度，以及良好的表面质量，具有较高的原料利用率是SLA技术最主要的特点，它能制造外形复杂的、特殊形状的空心零件以及相当精密的手饰和艺术品等。随着SL技术的应用领域不断扩大，对SL快速成形材料的市场要求也迅速提高。光敏树脂是SL技术应用发展的关键技术，其研究和开发对SL技术来讲占有至关重要的地位。

目前，3D打印用光敏树脂材料由于成形件硬度低、耐热性不好、机械性能差等原因阻碍了SL技术的发展速度。光固化成形材料的优点是固化速度快、材料利用率高、对环境污染小和成形周期非常短等，但仍有许多不足之处，有待进一步的研究，如透敏度差，形成表面质量差，硬度低，韧性低，耐热性不好，这些缺陷固化使形成部分不能作为功能部件直接使用固化，使其应用范围大大缩小。科研人员试图通过改进材料组成中的各种物质的配方来提高它的各种性能，但这往往是以一种性能的降低换来另一种性能提高。因此，要同时提高材料的强度、耐热性和韧性，传统的的做法是难以实现的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对3D打印用光敏树脂材料由于成形件硬度低、机械性能差、耐热性能不好的问题，提供了一种3D打印材料用光敏树脂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种3D打印材料用光敏树脂，包括下述重量份原料制成：

60~70份预聚物树脂，30~35份活性稀释剂，3~5份紫外光引发剂，10~15份接枝聚甲基丙烯酸甲酯改性复合颗粒，0.1~0.3份消泡剂，0.1~0.3份流平剂。

所述预聚物树脂按质量比1：1~1.2：1混合的环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯。

所述活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或多种。

所述紫外光引发剂为TPO、EDAB、Irgacure184中的多种。

所述接枝聚甲基丙烯酸甲酯改性复合颗粒为表面包覆硅溶胶的白刚玉砂，经原子转移自由基聚合接枝聚甲基丙烯酸甲酯。

所述硅溶胶为酸性SiO₂体积分数>30%，Na₂O体积分数<0.006%，黏度（20℃）：<6mPa·s。