[发明专利]一种纳米改性的3D打印光敏树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种纳米改性的3D打印光敏树脂及其制备方法和应用，3D打印光敏树脂按质量百分比计包括如下组分：低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％，该配方使纳米颗粒与树脂得到了均匀融合，纳米无机材料的使用使打印材料的质感得到起升，并且在机械性能获得了提高，提高了产品的实用性，并且本发明的3D打印材料生产成本适中，生产过程简单，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于3D打印材料领域，涉及一种纳米改性的3D打印光敏树脂，还涉及该光敏树脂的制备方法和应用。

背景技术

目前使用感光聚合材料(主要是光敏树脂)作为打印材料的3D打印技术主要有：立体光刻快速成型SLA，DLP投影式三维打印工艺，连续无分层液体界面提取技术CLIP，微滴喷射(Inkjet)和双光子聚合光固化成形。

目前常见的光敏树脂分为两大类，丙烯酸酯类和环氧树脂类。而丙烯酸酯类的光敏树脂在光照下，引发剂产生自由基，引发自由基聚合反应形成高分子长链。由于其反应速度快，所需的固化时间较短，成本低等优势而被广泛使用。但是自由基聚合反应受到氧气的影响：自由基会与空气中的氧气发生反应，从而被消耗，导致聚合反应受阻。宏观表现为，光敏树脂固化后的表层没有完全固化，手感黏腻，不仅影响产品的质感也大大降低了产品的精度。

因此，急需一种改性的3D打印光敏树脂，克服现有技术中光敏树脂固化后手感粘腻，精度不够，材料性能达不到预期效果的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种纳米改性的3D打印光敏树脂；本发明的目的之二在于提供所述纳米改性的3D打印光敏树脂的制备方法；本发明的目的之三在于提供所述纳米改性的3D打印光敏树脂在作为3D打印材料中的应用。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种纳米改性的3D打印光敏树脂，按质量百分比计包括如下组分：低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％。

本发明优选的，所述低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯的平均数均分子量700的质量百分比为5～40％，平均数均分子量575的质量百分比为5～30％。

本发明优选的，所述功能性纳米颗粒为碳纳米管、锐钛型TiO₂和纳米氧化锆颗粒中的至少一种。

本发明优选的，所述功能性纳米颗粒的直径为15～25nm。

本发明优选的，所述抗氧化剂为硫代二丙酸双十八醇酯、季戊四醇和硫代二丙酸二月松脂中的一种。

本发明优选的，所述引发剂为光引发剂819。

2、所述纳米改性的3D打印光敏树脂的制备方法，将低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯；功能性纳米颗粒；抗氧化剂和引发剂均匀混合，用冷冻球磨机在转速为300～500rpm条件下研磨。

3、所述纳米改性的3D打印光敏树脂在作为3D打印材料中的应用。

本发明的有益效果在于：本发明公开了一种纳米改性的3D打印光敏树脂，该配方使纳米颗粒与树脂得到了均匀融合，纳米无机材料的使用使打印材料的质感得到起升，并且在机械性能，防尘性以及抗菌性均获得了提高，提高了产品的实用性。解决当前DLP技术，在3D打印成型过程中有产品手感粘腻的缺陷，打印平台和树脂槽底部由于之前固化的树脂而难以剥离的问题，从而大大提高了DLP打印技术的精度。并且本发明的3D打印材料生产成本适中，生产过程简单，易于工业化生产。