[发明专利]光固化成型的耐高温光敏树脂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种光固化成型的耐高温光敏树脂及其制备方法与应用，属于高分子材料技术领域。该耐高温光敏树脂包括如下质量份的各原料组分经混匀后再加热制得的耐高温光敏树脂；其中，低聚物：20～50份，活性稀释剂：30～60份，光引发剂：1～5份，助剂：0～2份，粉体：0～5份；且低聚物为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯中的一种或任意两种及两种以上的混合物；粉体包括气相纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米聚醚醚酮、纳米聚四氟乙烯。该光敏树脂材料具备较好韧性和强度，不易断裂，同时在高温状态下，打印件不易弯曲变形。

技术领域

本发明涉及一种光敏树脂，属于3D打印技术领域，具体地涉及一种光固化成型的耐高温光敏树脂及其制备方法与应用。

背景技术

光敏树脂，兴起于上世纪60年代，主要用在早期的照相技术中，之后广泛应用于墨水、涂料或胶黏剂领域，与热敏树脂相比，光敏树脂只需要少量的能量就可以固化，挥发性有机溶剂含量极少。

立体光刻快速成型是最早、最广泛用于工业3D打印的技术，成型步骤是利用计算机控制紫外激光在光敏树脂液面上按二维截面的形状逐点扫面，使树脂固化，固化后的树脂形成一个二维图形，如此逐层扫描固化，最终得到完整的三维实体(俗称：零件)，零件的好坏取决于光敏树脂自身性能，而光敏树脂材料的缺点是韧性和强度不足，容易断裂，同时在高温状态下，打印件易弯曲变形，承重力不够。

中国发明专利申请(申请公布号：CN104765251A，申请公布日：2015-07-08)公开了一种高韧性3D打印用光敏树脂及其制备方法，它包括光敏树脂(韧性光敏树脂和刚性光敏树脂)、活性稀释剂、光引发剂和助剂四部分。本发明先合成韧性光敏树脂(韧性聚氨酯丙烯酸酯和环氧改性聚氨酯)，然后与刚性光敏树脂、活性稀释剂、光引发剂和助剂混合而成。韧性光敏树脂用聚环氧丙烷醚二醇、聚四氢呋喃醚二醇、端羟基聚丁二烯、端羟基丁苯橡胶、端羟基丁腈橡胶、端羟基聚硅氧烷中的一种或几种的混合物为聚合物的软段，甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯为聚合物的硬段，丙烯酸羟乙酯或环氧丙醇封端制备而成。本光敏树脂适用于DLP或SLA型3D打印机，用于改性现有3D打印光敏树脂，使其具有优良的弯曲强度，并能直接打印出有弹性的模型。

中国发明专利申请(申请公布号：CN105785714A，申请公布日：2016-07-20)公开了一种3D打印用光敏树脂及其制备与应用方法，所述的光敏树脂包括以下质量配比的原料组分：丙烯酸酯20～70份、活性稀释剂30～80、纳米氧化锌粉末0.1～5份、光引发剂0.1～5份、荧光增白剂0.01～1份。本发明方法将原料组分按所述质量配比混合，然后加热，搅拌至均匀，即制得3D打印用光敏树脂。本光敏树脂适用于DLP或SLA型3D打印机，用于替代现有3D打印光敏树脂，使其具有优良的拉伸强度和弯曲强度，较高的韧性，可直接打印出高强度、高韧性的模型。

中国发明专利申请(申请公布号：CN106947034A，申请公布日：2017-07-14)公开了一种可热后固化的3D打印光敏树脂及其制备方法，所述光敏树脂包括：预聚物、稀释剂、光引发剂、热引发剂，其中所述热引发剂在其半衰期为一小时时的分解温度大于或等于100℃；各组分重量份如下：预聚物50～70份，稀释剂30～50份，光引发剂1～5份，热引发剂0.5～5份。本发明的3D打印光敏树脂，在光固化3D打印成型后，后固化方式可选择烘箱等稳定的恒温加热设备进行热后固化。本发明的可使用热后固化的3D打印光敏树脂，扩展了在不透明样品、形状复杂样品、超厚样品及有色样品等中的应用，并且使样品具有更加优异的力学性能。

然而对于上述专利申请来说，打印产品的弯曲拉伸强度具体数据指标没有呈现，对于特殊作业环境下的打印配件来说，量化指标能决定材料是否适用起到关键作用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种光固化成型的耐高温光敏树脂及其制备方法与应用，该光敏树脂材料不仅具备较好韧性和强度，不易断裂，同时在高温状态下，打印件不易弯曲变形。并且弯曲拉伸强度得到一定增强。