[发明专利]一种DLP 3D打印用光敏树脂

说明书

本发明公开了一种DLP 3D打印用光敏树脂，包括以下组份：聚2‑羟基丙烷‑1,2,3‑三羧酸‑1,12‑十二烷二酯丙烯酸酯10～40份、丙烯酸类活性稀释剂30～50份、环氧树脂10～20份、环氧活性稀释剂30～40份、自由基光引发剂1～10份、阳离子光引发剂1～10份、流平剂0.01～0.05份、分散剂0.01～0.05份、阻聚剂0.01～0.05份。本发明采用了聚2‑羟基丙烷‑1,2,3‑三羧酸‑1,12‑十二烷二酯丙烯酸酯为低聚物为自由基光固化基体，环氧树脂作为阳离子光固化基体，建立了混合固化体系，可以避免单一体系的缺陷，可有效降低光敏树脂的生产成本，而且聚2‑羟基丙烷‑1,2,3‑三羧酸‑1,12‑十二烷二酯丙烯酸酯在丙烯酸树脂的基础上接了较长的支链，该与环氧树脂之间可以发生共聚，从而增大反应物间距，降低收缩率。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种DLP 3D打印用光敏树脂。

背景技术

光固化快速成型的3D打印技术主要有两种形式：立体光刻快速成型技术（Stereolithography，SLA）和DLP投影式三维打印工艺（Digital Light Processing，DLP）。其3D打印过程是将所需打印的模型，经过建模人员设计后，设为STL格式，然后交付与3D打印机，让它按模型的各层切片来进行光照，在扫描的过程中，被激光光源照射到的光敏树脂会进行光聚合反应，一层一层堆积成型。光固化快速成型技术是利用液态光敏树脂能在光照下发生化学反应而快速固化这一特性发展而来的，因而光敏树脂性能的好坏是决定3D打印是否能进行，以及产品性能好坏的关键。

DLP3D打印机（其模型原理图如图1所示）主要组成为投影机、液体槽、自动升降的打印平台和一台用于控制的电脑。将光敏树脂投入DLP3D打印机的液体槽中，在电脑中运用切片软件将需要打印的模型进行模拟切片，得到模型每一层的数据模型。通过调节DLP3D打印机中每一层的曝光时间，让成型的光敏树脂粘附在打印平台上，打印平台由下向上移动层层光照成型，最终打印所需模型。因为底层即第一层是整个打印过程的支撑层，所以此层比其余切片层数的曝光时间更长，因为每种树脂的粘度以及固化时间都是不同的，曝光时间过短则会让树脂固化不完全，导致模型的残缺，曝光时间过长则会导致树脂固化过度，出现光透现象，模型出现毛边、不光滑等缺点，较大的影响打印模型的精度，所以针对树脂配方的不同，打印参数需要分别设置。

通常3D打印光敏树脂的固化体系可分为自由基固化体系、阳离子固化体系和混合固化体系。自由基固化体系由光引发剂受光照射激发产生的自由基引发单体和预聚物聚合交联，固化速率快，但固化收缩率大，制造的产品精度差，易翘曲变形，精度难于满足要求，而且自由基树脂在固化过程中，容易出现氧阻，导致制造的产品易碎，抗冲击性差；阳离子固化体系由光引发剂受光照射后产生的强质子酸引发聚合反应，固化速率慢，固化收缩率小，打印效率低。混合固化体系中阳离子引发剂和自由基引发剂共同发挥作用，解决了单一固化体系的缺陷。目前，美国Huntsman公司和DSMSOMOS公司生产的光敏树脂即为自由基-阳离子混杂型光敏树脂，但是这两种光敏树脂的价格是十分昂贵的，售价达到了1400rmb/Kg以上。随着3D打印的研究热潮，国内也有研发不少混杂型光敏树脂，但是大都存在生产成本高、树脂固化后的产品柔韧性和弹性差的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产成本低、弹性好的DLP 3D打印用光敏树脂。

为实现上述目的，本发明设计以下技术方案：

一种DLP 3D打印用光敏树脂，其原料按照质量份数计，包括以下组份：聚2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸-1,12-十二烷二酯丙烯酸酯10～40份、丙烯酸类活性稀释剂30～50份、环氧树脂10～20份、环氧活性稀释剂30～40份、自由基光引发剂1～10份、阳离子光引发剂1～10份、流平剂0.01～0.05份、分散剂0.01～0.05份和阻聚剂0.01～0.05份。