[发明专利]一种用于3D打印的硫醇-烯光固化树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种用于3D打印的硫醇‑烯光固化树脂及其制备方法。所述的用于3D打印的硫醇‑烯光固化树脂，由多硫醇、丙烯酸树脂预聚物、活性稀释剂、引发剂、紫外吸收剂、填料及助剂原料制备得到。此种3D打印光固化树脂在光引发剂的存在下，在打印聚合成型时，双键与巯基之间的链转移反应使得聚合物体积收缩减小，具有无氧阻聚，根据不同的乙烯基单体可以控制交联的程度和反应的速度，少量光引发剂的使用等优点。本发明通过在3D打印树脂中引入硫醇‑烯点击化学反应，能达到缩短固化时间，改善3D打印材料的韧性和硬度，提高了生产效率，能率利用率大大提高。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种用于3D打印的硫醇-烯光固化树脂及其制备方法。

背景技术

硫醇-烯点击化学把化学反应过程形象地描述为像点击鼠标一样简单、高效、实用，其特点有：(1)反应原料容易获得、单体适用范围广；(2)具有较高的热力学驱动力，反应速度快；(3)反应条件简单温和，几乎不受外界环境(氧气和水等)的影响；(4)不需要溶剂或使用的溶剂易于分离；(5)产率高、产物规整度好；(6)产物分离和纯化方法简单。点击化学可以利用一系列高效可靠且具有选择性的C—S成键反应来实现原子连接，进行新型高性能及功能聚合物的模块化制备，这一系列优点，使其作为连接工具在有机合成、材料科学、分子生物学及生物技术、高分子合成等领域有广阔的应用。

3D打印被誉为颠覆传统制造业的又一次工业革命，3D打印技术是利用计算机，将三维立体模型转化为简单的二维平面模型，通过计算机控制成型程序，最终得到复杂形状的成型件的制造技术。目前快速成型工艺已有几十种，其中光固化快速成型技术是出现最早的一种快速成型技术，以光敏树脂为材料，树脂的特性直接影响着制件的性能、制作时间和零件最终精度等。目前，光敏树脂分为3类：自由基光敏树脂、阳离子光敏树脂和混杂型光敏树脂。这些传统的光敏树脂在光聚合的作用过程中会发生体积收缩，直接影响了制件的性能、导致附着力、硬度等性能的下降，延长了制作时间，影响了制件的精度，使氧阻聚严重。

针对现有技术中存在的技术问题，提供一种新的性能的光敏树脂材料是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新型的用于3D打印技术的光敏树脂：硫醇-烯光敏树脂，所述的可用于3D打印用的硫醇-烯光固化树脂，由多硫醇、丙烯酸树脂预聚物、活性稀释剂、引发剂、紫外吸收剂、填料及助剂原料制备得到。

在优选的实施方案中，所述的硫醇-烯光固化树脂按照如下配比制备得到：

本发明的硫醇-烯光固化树脂包括至少一种多硫醇。多硫醇是一种至少含有两个巯基的有机分子，具有通式R-(S-H)_n1，其中R是具有化合价n1的有机部分，n1至少为2。

多硫醇可以在引发剂的存在下通过光辐射与丙烯酸酯进行聚合或交联。多硫醇可以包括2个或更多个巯基。

分子中具有2个或更多个巯基的多硫醇的示例性例子由下式(1)(2)(3)(4)表示：

分子中含有2个或更多个巯基的化合物是：1,2-乙二硫醇，1,3-丙二硫醇，1,8-辛二硫醇，2,3-丁二硫醇，1,9-壬二硫醇，2,2'-(1,2-乙二基双氧代)双乙硫醇，四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯，巯基硅油，间苯二硫醇，1,4-苯二甲硫醇，4-甲基-1,2-二巯基苯，4,4’-硫代双苯硫酚，2,4,6-三巯基三嗪，四(3-巯基丁酸)季戊四醇酯。这种化合物可以单独使用或两种或更多种组合使用。

多硫醇的官能度、R基团的种类和数量，可以调节材料的交联度、硬度、柔韧性。