[发明专利]一种植物基增强3D打印树脂组合物及其成型方法

说明书

本发明公开了一种植物基增强3D打印树脂组合物及其成型方法，所述树脂组合物通过引入增强型和/或增韧型植物基扩链剂配合光敏双组份3D打印组分能够实现强度或韧性的提升，相比于胺类扩链剂来源于化石原料而言，更加环保，进一步推广了光敏双组份3D打印材料的工业应用。

技术领域

本发明涉及3D打印材料制备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种植物基增强3D打印树脂组合物及其成型方法。

背景技术

扩链剂(chain extender)又称链增长剂，是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质。常用的胺类或醇类扩链剂/交联剂属于传统的石油化工原料，对环境并不友好，推动以植物基的扩链剂/交联剂开发是发展的趋势。

在高分子材料领域，开展以绿色环保的植物基材料为主的技术开发以及其应用的推广已经有很长时间。但在目前工业级3D打印材料领域，以植物基扩链剂/交联剂完全替代胺类/多元醇类扩链剂/交联剂的应用发展缓慢，鲜有报道。

目前已有的光敏双组份3D打印树脂使用丙烯酸酯和聚氨酯组分，光固化过程中丙烯酸酯反应成型，后处理热固化过程中异氰酸酯和胺类或醇类扩链剂/交联剂反应形成聚氨酯网络，目前已可改善强度和韧性，但要在光敏双组份3D打印中做到高强、高韧或强韧平衡，仍存在较高的难度。如胺类扩链剂/交联剂在添加量增大时，强度和韧性都会降低。

因此有必要提出一种植物基增强3D打印树脂组合物，解决现有光敏双组份3D打印中出现的强度、韧性不能进一步提升的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植物基增强3D打印树脂组合物，解决现有技术中光敏双组份3D打印中强度、韧性不能进一步提升的缺陷。

鉴于此，本发明的技术方案如下：

本发明的一个目的为提出一种植物基增强3D打印树脂组合物，按总重量100％计包括：颜色添加剂0.1～3％，光敏树脂聚合物单体20～50％，光敏树脂低聚物10～50％，封闭型异氰酸酯30～80％，增强型和/或增韧型植物基扩链剂1～20％，光引发剂0.5～5％，抗老化助剂0.1～3％，润湿分散剂0.1～3％，催化剂0.1～3％；

所述增强型植物基扩链剂选自纤维素降解物、木质素降解物、纤维素聚醚、木质素聚醚、植物单宁基多元醇/酚中的一种或多种；

所述增韧型植物基扩链剂选自蓖麻油多元醇、改性蓖麻油多元醇、大豆油基多元醇、棕榈油基多元醇、腰果壳油基多元醇、山梨醇基聚醚、蔗糖基聚醚、甘油基聚醚、淀粉降解物中的一种或多种。

进一步地，所述纤维素降解物、木质素降解物、淀粉降解物的分子量为500～5000。

进一步地，所述光敏树脂聚合物单体自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、乙烯基咪唑、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、乙烯基吡咯烷酮、季戊四醇三丙烯酸酯、己内酯丙烯酸酯、羟乙基己内酯丙烯酸酯、全氟烷基丙烯酸酯、丙烯酸(N-甲基全氟己基磺酰胺基)乙酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己基酯、丙烯酰吗啉、2-苯基乙基丙烯酸酯、丙烯酸甲氧基乙酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。

进一步地，所述光敏树脂低聚物选自聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物中的一种或多种。

进一步地，所述封闭型异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯中的一种或多种。

进一步地，所述光引发剂为苯偶姻及其衍生物、苯偶酰类化合物、烷基苯酮类化合物、酰基磷氧化物、二苯甲酮类化合物、硫杂蒽酮类化合物、盐类化合物、金属有机物类和有机硅烷类化合物中的一种或多种。