[发明专利]一种耐摩擦的3D打印光固化树脂及其使用方法

说明书

本发明提供了一种耐摩擦的3D打印光固化树脂及其使用方法。该树脂按重量份计，由以下原料制得：低聚物20‑50份、单官能度丙烯酸酯或单官能度丙烯酰胺单体20‑50份、烷氧基丙烯酸酯单体0‑20份、光引发剂1‑5份、色浆0‑1份、助剂0‑1份；所述的低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸甲酯或两者的混合物。其使用方法为先将树脂使用光固化3D打印机打印得到成型件粗品；再将成型件粗品进行清洗得到成型件半成品；最后将干燥后的成型件半成品曝光得到成型件成品。本发明所制备的成型件成品表面光滑，可达到摩擦无磨痕不掉粉的效果，同时还具有良好的韧性和抗冲击性能，因此其应用不限于光固化3D打印，还可用作纸张、塑料、金属等基材涂层，尤其适用于柔性基材。

技术领域

本发明属于光固化树脂技术领域，涉及一种3D打印光固化树脂及其使用方法。

背景技术

光固化树脂是在特定波长光源照射下短时间内发生物理和化学反应，由液体变为固体的树脂材料。光固化树脂具有环保、高效、经济、节能、适应性广的特点，因此被广泛应用于涂料、油墨、胶黏剂和3D打印领域。尤其是光固化涂料不含溶剂、无VOCs排放，绿色环保，受到国家政策鼓励和扶持。

随着中国成为亚洲和全球最大的光固化市场，光固化原材料和产品技术飞速发展，各种新的应用层出不穷，耐磨光固化涂料作为重要的功能性涂层在汽车涂装、3C电子、包装外涂等场景广泛使用。耐磨光固化涂料多为硬质涂层，可耐纸张、纤维、指甲甚至钢丝绒等苛刻条件磨损。基材以金属、塑料等硬质材料为主。硬质耐磨涂层往往强度高但不耐弯折，因此不适用柔性基材。

而在光固化3D打印方面，耐磨材料目前较为少见。光固化3D打印工作原理一般是通过计算机控制光源往复运作和成型平台的升降，使树脂材料逐层固化层层累积至最终成型，因此外表轮廓因堆垛而不平整，导致成型件在相互摩擦或被其他硬物刮擦时表面磨损发白甚至掉粉。而在某些应用，如装配模型，卡扣和关节部位需要经常反复插拔和转动；工件制造，螺丝螺母、齿轮及滑轮，工作时频繁旋转摩擦。磨损不但直接影响外观，更降低成型件的性能和使用寿命，因此限制了3D打印光固化树脂的应用。

发明内容

为解决背景技术中所述的3D打印光固化树脂成型品不耐摩擦的问题，本发明提供了一种耐摩擦的3D打印光固化树脂及其使用方法。

一种耐摩擦的3D打印光固化树脂，按照重量份计，由以下原料制得：低聚物20-50份、单官能度丙烯酸酯或单官能度丙烯酰胺单体20-50份、烷氧基丙烯酸酯单体0-20份、光引发剂1-5份、色浆0-1份、助剂0-1份；所述的低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯甲基丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯的混合物，该低聚物除单体外的组分的数均分子量≥5000g/mol。

所述的低聚物除单体外的组分的数均分子量为18000-27000g/mol。

所述的单官能度丙烯酸酯或单官能度丙烯酰胺单体包括丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酰吗啉、N,N-二甲基丙烯酰胺、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、(3,3,5)-三甲基环己基丙烯酸酯、2-丙烯酸(2-乙基-2-甲基-1,3-二氧杂兰-4-基)甲酯中的至少一种。

所述的单官能度丙烯酸酯或单官能度丙烯酰胺单体为质量比1:4的丙烯酰吗啉和环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯的混合物。

所述的烷氧基丙烯酸酯单体包括甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、(10)乙氧化双酚A二丙烯酸酯、(10)乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。

所述的烷氧基丙烯酸酯单体为丙氧化甘油三丙烯酸酯。

所述的光引发剂包括苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的至少一种。