[发明专利]一种3D打印光敏树脂及制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种3D打印光敏树脂及制备方法，所述光敏树脂组合物包括如下质量份数的各组分：预聚物20‑80份，活性稀释剂20‑50份，光引发剂1‑20份，改性丁苯橡胶纳米粒子1‑20份；其中，所述的改性丁苯橡胶纳米粒子为核壳结构，其中所述核为丁苯橡胶，所述壳为带有环氧基团的苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚物。所述光敏树脂制备得到的制件的层间粘接力更高，且可以提高各向力学性能均一性，用于3D打印时可改善制件的力学性能和表面台阶效应，大大提高了打印效果和制件成型效果，可满足多自由度3D打印的需求。

技术领域

本发明涉及3D打印和光固化领域，具体涉及一种3D打印光敏树脂及其制备方法和用途。

背景技术

3D打印技术，诞生于上世纪70年代末。由于3D打印具有制造周期短，可加工结构复杂的零件，材料的利用率高等优点，在工业造型、包装、制造、建筑、艺术、医学、航空、航天和影视等领域都得到了良好的应用。

在3D打印技术中，激光光固化成型技术(SLA)依然是使用最广泛的技术。SLA技术所用原料为具有互穿网络结构的环氧树脂和环氧丙烯酸酯的混合物，因此其制件结合了环氧树脂低收缩率、高耐热性和丙烯酸脂树脂高固化速率的优点。但光敏树脂在光固化交联过程中形成三维网络结构，空间网格运动较难也导致了其内应力大，故制品失效时呈现脆性裂纹扩展，进而限制了SLA技术的应用领域。同时，由于3D打印技术在打印过程中树脂原料层层堆积，层间作用力和层间粘结力较弱导致了制件的力学强度较低，并且不同方向上强度差异较大。正是由于光固化树脂各向力学性能不均一和较脆的缺陷，极大地限制了SLA技术在制造市场中的应用领域。

发明内容

本发明的目的是要解决现有3D打印用光敏树脂普遍较脆、制件各向力学性能不均一、层间粘结力差的问题，进而提供一种3D打印光敏树脂及其制备方法和用途，所述3D打印光敏树脂可以提高3D打印制件的层间粘接力，提高了制件各向力学性能均一性，还可以在不降低热稳定性的同时很好地增加光敏树脂制件的强度和韧性。

本发明的技术方案如下：

一种3D打印用光敏树脂组合物，所述光敏树脂组合物包括如下质量份数的各组分：

预聚物20-80份，活性稀释剂20-50份，光引发剂1-20份，改性丁苯橡胶纳米粒子1-20份；

其中，所述的改性丁苯橡胶纳米粒子为核壳结构，其中所述核为丁苯橡胶，所述壳为带有环氧基团的苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚物。

根据本发明，所述改性丁苯橡胶纳米粒子的核中，丁二烯的含量为丁苯橡胶核质量的50-95wt％，苯乙烯的含量为丁苯橡胶核质量的5-50wt％。

根据本发明，所述改性丁苯橡胶纳米粒子的壳中，苯乙烯单元的含量为改性丁苯橡胶纳米粒子质量的30-55wt％，例如42-55wt％；甲基丙烯酸甲酯单元的含量为改性丁苯橡胶纳米粒子质量的35-50wt％，例如40-50wt％；环氧基团的含量为改性丁苯橡胶纳米粒子质量的1-10wt％，例如3-10wt％。

本发明中，所述的丁苯橡胶核即为改性丁苯橡胶纳米粒子的核结构。

根据本发明，所述环氧基团可以来源于本领域已知的带有双键的缩水甘油醚和/或缩水甘油酯类单体，例如甲基丙烯酸缩水甘油酯。

根据本发明，所述改性丁苯橡胶纳米粒子为50-500nm，优选为100-200nm。

根据本发明，所述光敏树脂组合物包括如下质量份数的各组分：

预聚物55-75份，活性稀释剂25-50份，光引发剂2-8份，改性丁苯橡胶纳米粒子2-10份。

根据本发明，以光敏树脂组合物总重量计，所述的改性丁苯橡胶纳米粒子的质量百分比为1％-15％，优选1.5％-11％。