[发明专利]一种光-热双固化树脂组合物及预浸布及3D打印方法

说明书

本发明提出了一种光‑热双固化树脂组合物及预浸布及3D打印方法，其中光‑热双固化树脂组合物按照重量份计，包括以下组分：自由基型光敏树脂66～86份，可热固化的环氧树脂9‑29份，自由基型光引发剂1～4份，潜伏型热固化剂1～3份。以该体系树脂组合物为基体制备的预浸布通过3D打印成型并固化后材料抗拉强度好，后期热固化可不受纤维铺设层数的影响，可将它们混合纤维后的预浸布直接用于3D打印复合材料。

技术领域

本发明涉及一种光-热双固化树脂组合物及预浸布及3D打印方法。

背景技术

3D打印是一个新型的产业，与传统的减材制造业相比，它是属于增材制造的范畴，它是以数字文件为模型，使用热塑性的材料、可固化的液态树脂或是微型的金属粉末作为粘接的材料，运用逐层打印的方式来建造起实物立体图形的一项技术。而其成型的方式也有很多种，包括熔融层积成型、选择性激光烧结、光固化快速成型和三维打印等，其中，光固化成型是最常见的一种。

常用光固化成型的材料主要为液态光敏树脂，而一般光敏树脂中主要包含三种成分，分别是预聚体、稀释剂和光引发剂。其中预聚体和稀释剂大多都是一些含有双键的丙烯酸类树脂和环氧树脂。而光引发剂根据引发机理的不同也可以分为很多种，主要有自由基光引发、阳离子光引发和混合型光引发，也就是自由基和阳离子共同引发。

与单纯的自由基光固化或是阳离子光固化相比，自由基-阳离子混合光固化，具有固化速度快、产品收缩率小等优点，但因为阳离子固化体系中引发剂的种类较少，引发波长较短等因素的影响，导致阳离子引发剂选取和设备的制作难度较大。

而且现有的3D打印时，要先将树脂进行3D打印成型，然后在其表面复合一层或多层复合材料层，因此要逐层打印形成多层结构从而实现每层的性能。而本发明的预浸布可以直接用于3D打印，不受纤维铺设层数的影响。

发明内容

本发明提出一种光-热双固化树脂组合物及预浸布及3D打印方法，以该体系树脂为基体的纤维增强复合材料抗拉强度好，后期热固化可不受纤维铺设层数的影响，可将它们混合纤维后的预浸布直接用于3D打印复合材料。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种光-热双固化树脂组合物，按照重量份计，包括以下组分：

优选地，所述自由基型光敏树脂包括丙烯酸类树脂和丙烯酸类单体，所述丙烯酸类树脂和丙烯酸类单体的质量比为(1～2)：1。

优选地，所述丙烯酸类树脂为聚氨酯丙烯酸酯、聚醚类丙烯酸酯、环氧类丙烯酸酯、聚酯类丙烯酸酯中的至少一种；所述丙烯酸类单体为三羟基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种。

优选地，所述可热固化的环氧树脂为环氧树脂；所述环氧树脂为芳香族环氧树脂、脂肪族环氧树脂、杂环族的环氧树脂中的至少一种。

优选地，所述自由基型光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的至少一种。

优选地，所述潜伏型热固化剂为双氰胺类、咪唑类、芳香族二胺类固化剂中的至少一种，所述潜伏型热固化剂只有在80℃以上的温度才可以引发环氧基团发生反应。

一种光-热双固化预浸布，由上述的光-热双固化树脂组合物基体预浸纤维后制备得到，其预浸步骤包括：

(1)将光-热双固化树脂组合物制备树脂浇铸体；

(2)将上述树脂浇铸体的混合液浇在离型纸固定的位置里，然后铁板上进行刮膜处理制成树脂胶膜；