[发明专利]一种3D打印光敏树脂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种3D打印光敏树脂及其制备方法和用途。本发明的光敏树脂原料包括预聚物，活性稀释剂，光引发剂，有机硅核壳纳米粒子；其中有机硅核壳粒子纳米包括聚硅氧烷和PMMA组成的核壳结构，并且经环氧基团修饰，本发明有机硅核壳粒子具有优异的增韧效果，折射率与树脂固化物接近，在增韧的同时不影响产品的透明性，并保持良好的耐热性能。

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，具有广泛的应用前景。在3D打印技术中，激光光固化成型技术(SLA)是应用最广泛的技术，其使用355nm上路光的打印模式，具有更大的打印平面和更低的体积收缩。然而，由于现有3D打印所用的树脂材料通常为高度交联的IPN网络结构，与ABS、PBT等热塑性树脂相比，材料的韧性不足，容易脆裂难以使用，尤其适用于汽车、家电等行业。同时，在一些特殊应用中(如微流体)，还需要其具有很高的透明性。

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的缺陷，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打印制件的韧性，并保持其良好的透明性和热稳定性。

本发明的技术方案如下：

一种光敏树脂组合物，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20-80份，光引发剂1-10份，有机硅核壳纳米粒子1-20份；

其中，所述有机硅核壳纳米粒子，其中所述核为聚硅氧烷，所述壳为外层带有环氧基团的聚甲基丙烯酸甲酯。

作为本发明的一个实施方案，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，有机硅核壳纳米粒子2-9份。

根据本发明，所述有机硅核壳纳米粒子中，聚硅氧烷的质量为纳米粒子质量的40～75％；所述壳层甲基丙烯酸甲酯单元的质量为纳米粒子质量的20-55wt％；所述环氧基团的质量为纳米粒子质量的3-5wt％。

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

根据本发明，所述改性有机硅核壳纳米粒子平均粒径为50～200nm，其中优选的平均粒径为100～150nm。

根据本发明，以光敏树脂组合物总重量计，所述的有机硅核壳纳米粒子的质量百分比为1％～15％，优选1.5％-11％。

根据本发明，所述的预聚物为环氧预聚物(如环氧树脂)、聚酯型丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯中的一种或多种；示例性地，所述的预聚物可以选自CN104 NS、CN120 NS、CN115 NS、CNUVE150 NS、CNUVE151 NS、DER331、南亚128或ADEKA EP4080中的一种或多种。

根据本发明，所述的活性稀释剂为四氢呋喃丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸在、三缩四乙二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三环季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、3-乙基-3羟甲基氧杂环丁烷、1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。