[发明专利]一种基于腰果酚光敏树脂组合物及其在355nm3D打印中的应用

说明书

本发明公开了一种基于腰果酚光敏树脂组合物及其在355nm3D打印中的应用，其原料组成包括腰果酚缩醛环氧树脂、环氧丙烯酸酯类树脂、环氧丙烷类活性稀释性单体、环氧丁烷类活性稀释性单体、光引发剂、消泡剂、流平剂、抗氧化剂及光引发剂；本发明方案原料、操作成本低、环保且制得的该光敏树脂组合物成本低廉、适用性广，能够替代355nm3D打印中常用的双酚A环氧树脂用于355nm 3D打印技术，有效地降低了3D打印树脂价格昂贵、改善基于腰果酚光敏树脂组合物的机械性能等难题，为355nm3D打印技术的大规模应用奠定了基础。

技术领域

本发明属于光敏树脂加工技术和应用领域，尤其是一种基于腰果酚光敏树脂组合物及其在355nm3D打印中的应用。

背景技术

三维(3Dimension，简写为3D)打印技术是一系列由数字化模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的快速成型技术的统称，其基本原理采用“分层制造、逐层叠加”的制造思想，区别于传统“减法”制造模式，是一种绿色智能化“加法”制造。

光固化3D打印技术具有成型速度快、打印精度高、表面质量好等优点，其本质是一种叠加型先进制造技术，主要原理是将所需成型的物体通过数字模型离散化，再通过材料的有序堆积制成所需的成型件。目前，光固化3D打印成型主要是激光立体光固化(Stereolithography Appearance，简写为SLA)3D打印成型和数字光投影(DigitalLightProcession，简写为DLP)3D打印成型。其中，SLA3D打印成型主要采用355nm激光器，而其配套的光敏树脂是实现光固化3D打印的核心技术。迄今为止，光固化3D打印用光敏树脂中所用到的预聚体主要是环氧树脂或乙烯基醚树脂，包括双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、环氧化油树脂、胺改性环氧树脂、脂肪酸改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、酸酐改性环氧树脂、烷基乙烯基醚、多元醇乙烯基醚等。它们中的大部分为国外跨国公司所开发的，且价格昂贵。并且预聚体存在一定的毒性，或含有危害的化工原料等问题。降低开发低成本、环保的355nm光固化3D打印机用光敏树脂是普及和推广355nm光固化3D打印技术亟待解决的关键课题之一。

355nm光固化3D打印树脂中一个重要组成成分是双酚A环氧树脂，其芳香环具有良好的耐热性。但是双酚A对人体健康会产生负面影响，因而意味着尽量减少双酚A的使用。特别是一些国家，如加拿大或法国，最近禁止在食品接触中使用双酚A材料。因此，人们越来越感兴趣化学工业中的无害芳香化合物来代替双酚A。近年来，有关腰果酚的环氧化可以发生在酚羟基和侧链的双键上，而合成新的环氧树脂光固化研究的报道逐渐增多，因而利用腰果酚的环氧化合物可以替代双酚A环氧树脂用于355nm 3D打印中。开发基于腰果酚缩醛环氧树脂组合物用于355nm 3D打印，符合绿色化可持续发展的要求。

迄今为止，355nm光固化3D打印用光敏树脂中所用到的预聚体主要是环氧树脂或乙烯基醚树脂，包括双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、环氧化油树脂、胺改性环氧树脂、脂肪酸改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、酸酐改性环氧树脂、烷基乙烯基醚、多元醇乙烯基醚等。它们中的大部分为国外跨国公司所开发的，且价格昂贵。并且预聚体存在一定的毒性，或含有危害的化工原料等问题。有关腰果酚的环氧化可以发生在酚羟基和侧链的双键上，而合成新的环氧树脂光固化研究的报道逐渐增多，但是利用腰果酚缩醛环氧化树脂用于3D打印至今未报道过。

发明内容

针对现有355nm光固化3D打印成型技术普及所存在的问题，本发明提供一种实施可靠、成本低、环保的基于腰果酚光敏树脂组合物及其在355nm3D打印中的应用。

为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于腰果酚光敏树脂组合物，其原料包括如下重量份的组分：

进一步，所述腰果酚缩醛环氧树脂的制备方法包括如下步骤：