[发明专利]一种光固化3D打印用光敏复合树脂及其制备方法

权利要求书

1.一种光固化3D打印用光敏复合树脂，其特征在于，包括如下按照质量份数计算的组分制成：

丙烯酸酯低聚物40~60份；

环氧树脂20~40份；

杂化单体15~30份；

自由基光引发剂2~3份；

阳离子光引发剂3~5份；

二硫键和巯基改性的增强材料1~10份；

流平剂0.5~1.0份；

所述杂化单体为同时含有可自由基聚合的官能团和可阳离子聚合的官能团的单体；

所述的二硫键和巯基改性的增强材料的制备方法，包括如下步骤：

将基体材料在100~150℃下干燥活化，然后分散于无水乙醇中，再加入含二硫键的硅烷偶联剂，将体系pH调至2~3，在55~75℃反应4~8h；再加入含巯基的硅烷偶联剂，于50~70℃下反应3~6h，过滤、洗涤、干燥后制得二硫键和巯基改性的增强材料；其中所述的基体材料、含二硫键的硅烷偶联剂和含巯基的硅烷偶联剂的摩尔比为1：0.04~0.1：0.03~0.15；

所述的基体材料为氧化碳纤维、纳米二氧化硅、纳米纤维素、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙中的一种；

所述的含二硫键的硅烷偶联剂为双[-3-(三乙氧基硅基)丙基]二硫化物、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物中的一种或几种；

所述的含巯基的硅烷偶联剂为γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的光固化3D打印用光敏复合树脂，其特征在于，所述杂化单体为甲基丙烯酸氧杂环丁烷酯。

3.根据权利要求1所述的光固化3D打印用光敏复合树脂，其特征在于，所述杂化单体为含有环氧基团的烯烃类单体和/或含有环氧基团的丙烯酸酯类单体。

4.根据权利要求3所述的光固化3D打印用光敏复合树脂，其特征在于，所述的杂化单体为丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的光固化3D打印用光敏复合树脂，其特征在于，所述的杂化单体为1,2-环氧-4-乙烯基环己烷和4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚，所述的增强材料为二硫键-巯基改性纳米二氧化硅；

或者所述的杂化单体为4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯，所述的增强材料为二硫键-巯基改性纳米纤维素。

6.根据权利要求1所述的光固化3D打印用光敏复合树脂，其特征在于，所述丙烯酸酯低聚物为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的光固化3D打印用光敏复合树脂，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、3,4-环氧环己基甲酸- 3′,4′-环氧环己基甲酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、4-(2,3-环氧丙氧基)-N,N-二(2,3-环氧丙基)苯胺、N,N,N,N,-四环氧丙基-4,4-二氨基二苯甲烷、4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物、4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇] 2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚中的一种或几种。

8.权利要求1~7任一项所述的光固化3D打印用光敏复合树脂的制备方法，其特征在于，将丙烯酸酯低聚物、环氧树脂、杂化单体、自由基光引发剂、阳离子光引发剂、二硫键和巯基改性的增强材料、流平剂混合均匀，制得光固化3D打印用光敏复合树脂。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在黑暗避光条件下，将丙烯酸酯低聚物、环氧树脂、杂化单体、自由基光引发剂、阳离子光引发剂、流平剂混合均匀后，再加入二硫键和巯基改性的增强材料，分散均匀，真空脱气后制得光敏复合树脂。