[发明专利]软质光固化3D打印树脂材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种软质光固化3D打印树脂材料及其制备方法，属于3D打印新材料技术领域。其中，该树脂材料由如下各质量份数的各原料组分制得：低聚物30～50份、单体40～60份、光引发剂0.1～6份和助剂0～4份，助剂包括UV色浆、流平剂、消泡剂、分散剂、紫外吸收剂、增感剂、阻聚剂和无机填料的混合物。本发明3D打印树脂材料制备的成型件不仅表面不粘手，相互间不易粘黏，且遇化学品不容易溶胀，更重要的是打印成型的产品耐对折性较好。

技术领域

本发明涉及一种树脂，属于3D打印新材料技术领域，具体地涉及一种软质光固化3D打印树脂材料及其制备方法。

背景技术

光固化3D打印技术作为最早的增材制造技术，诞生于20世纪80年代，经过长时间发展，成为熔融沉积成型、选择性激光烧结以外的三大快速成型方式之一，已经广泛用于机械制造、牙科、珠宝铸造、手办等领域。光固化3D打印的进步，主要体现在设备和材料方面。设备方面，已由最初的激光逐层扫描固化，逐渐衍生出喷墨堆积成型(PolyJet)、数字光处理投影(DLP)以及液晶选区投影(LCD)等细分成型方式，不同成型方式造成设备的成型速度、成型幅面、打印效果以及对材料的性能要求都不相同；原料方面，在上述设备进步基础上，伴随光固化材料技术的发展，各种性能的光固化材料也层出不穷，以满足各类需求。

常规光固化3D打印材料往往要求高的机械强度，因此往往偏硬质而容易脆断。而软质3D打印光固化树脂，具有可弯曲甚至对折或弹性等特性，将光固化3D打印的应用拓展至鞋材、可穿戴、医疗仿生、机械密封等更广阔的领域。

目前市场上的柔性树脂往往因为强度低、易形变的特性而不能很好成型，尤其是大尺寸打印成功率低；且成型件不耐反复对折，表干差，易粘手；遇化学品易溶胀。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种软质光固化3D打印树脂材料及其制备方法。该制备方法制得的3D打印树脂成型件表面不粘手，相互间不易粘黏，且遇化学品不容易溶胀，更重要的是制得的3D打印树脂成型件耐多次对折。

为实现上述目的，本发明公开了一种软质光固化3D打印树脂材料，它由如下各质量份数的各原料组分制得：低聚物30～50份、单体40～60份、光引发剂0.1～6份和助剂0～4份，所述助剂包括UV色浆、流平剂、消泡剂、分散剂、紫外吸收剂、增感剂、阻聚剂和粉体填料的混合物；并且助剂的份数并不包括零。

所述低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯甲基丙烯酸酯或有机硅丙烯酸酯中的至少一种；

所述单体包括丙烯酸月桂酯、丙烯酸异癸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、N-(异丁氧基)甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、2-丙烯酸-2-[[(丁基氨基)-羰基]氧代]乙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或丙氧化甘油三丙烯酸酯中的至少一种。

优选的，所述低聚物为聚氨酯丙烯酸酯与有机硅丙烯酸酯按照质量比为(1～2)∶(1～2)的混合物。

优选的，所述单体为环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯与N-(异丁氧基)甲基丙烯酰胺、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按照质量比为1∶(0.2～5)∶(0.3～1)的混合物。

进一步地，所述增感剂为胺改性丙烯酸酯、硫醇或烷氧基蒽类中的一种。

进一步地，所述粉体填料为有机粉体和/或无机粉体；

进一步地，所述粉体填料为无机粉体与有机粉体的混合物。

进一步地，所述无机粉体包括气相二氧化硅、滑石粉或高岭土中的至少一种，所述有机粉体包括聚丙烯酸酯树脂或膨润土或石墨烯中的至少一种。