CN105566916B - 一种快速固化的夜光3d打印光敏胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速固化的夜光3D打印光敏胶，按重量份数计算，由50‑80份的UV固化树脂A、50‑80份的UV固化树脂B、0.05‑0.1份流平剂、1‑10份的润湿剂、0.2‑1份的消泡剂、1‑10份夜光粉、3‑5份的光引发剂A和光引发剂B组成。本发明还提供了上述的一种快速固化的夜光3D打印光敏胶，在高速分散机中加入润湿剂、流平剂、消泡剂与夜光粉，经600‑800r/min转速下分散后，加入UV固化树脂A、UV固化树脂B、光引发剂A和光引发剂B，继续分散，混合均匀，即得到夜光3D打印光敏胶。将本发明的夜光3D打印光敏胶涂膜后经385nmUV‑LED灯照射后具有快速固化能力。

Description

一种快速固化的夜光3D打印光敏胶及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及光敏胶，具体来说是一种快速固化的夜光3D打印光敏胶及其制备方法。

背景技术

高速光固化成型技术近几年在世界范围内得到广泛应用，特别是3D打印技术，其主要通过逐层增加材料来制造三维制品的一种所谓增材成型技术，具有能耗小、成本低、成形精度高等特点，能够打印传统加工方式无法加工的任意构造复杂的零件。目前提供的3D打印光敏胶的发展还存在一些问题：目前的3D打印胶主要为热塑性材料，如由PLA及ABS等高分子材料制成，成型过程中需要加热，导致使用不便。再有成形的3D制品颜色单一，不能够达到全彩色，制成的3D打印材料不具备夜间视度性，功能性较差。

基于以上背景，需要发展一种具有夜光功能的、不需加热且能快速固化成型夜光3D打印光敏胶及其制备方法。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种快速固化的夜光3D打印光敏胶及其制备方法，所述的这种快速固化的夜光3D打印光敏胶及其制备方法要解决现有技术中的3D打印胶成型过程中需要加热，导致使用不便；而且成形的3D制品颜色单一，制成的3D打印材料不具备夜间视度性和功能性较差的技术问题。

本发明提供了一种快速固化的夜光3D打印光敏胶，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：

其中，所述的UV固化树脂A的化学结构如下所示：

其中：m为1-30范围内的整数；n为1-30范围内的整数；

所述的UV固化树脂A的制备方法如下：

1)按重量份数称取如下的各组分：

2)将苯基含氢硅油和季戊四醇四丙烯酸酯加入到一个反应容器中，再加入阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60～80℃，加入催化剂，搅拌下恒温3～5h，停止加热，待温度降到室温，即得UV固化树脂A；

所述的UV固化树脂B为增韧树脂；

所述的夜光粉为黄绿光夜光粉、兰绿光夜光粉、天蓝光夜光粉、红色夜光粉、白色夜光粉、绿色夜光粉、橙色夜光粉、紫色夜光粉、黄色夜光粉、桔红夜光粉、桃红夜光粉、粉红夜光粉、浅绿夜光粉、荧光黄夜光粉、荧光绿夜光粉、荧光红夜光粉、荧光蓝夜光粉中的任意一种或者两种以上的混合物；

所述的流平剂为迪高Tego Glide 410、德国BYK毕克BYK-UV3510、BYK-341、BYK-344、BYK-345、BYK-346、BYK-347、或者BYK-348中的任意一种或两种以上的混合物。

所述的UV润湿剂为美国陶氏公司的NP-100或者德国BYK 333流平剂中的一种或两种混合物；

所述的消泡剂为德国BYK毕克BYK-024、BYK-025、BYK-035、BYK-037、BYK-038、BYK-044、或者BYK-038中的任意一种或两种以上的混合物。

所述的光引发剂A为巴斯夫Irgacure1173、Irgacure 184D、Irgacure TPO、Irgacure 369、Irgacure 651、Irgacure 379、Irgacure 819、Irgacure 907、或者大分子光引发剂Esacure KIP 150中的任意一种或两种以上的混合物。

所述的光引发剂B为BASF巴斯夫光引发剂Irgacure 2959、IRGACURE500、或者IRGACURE819DW中的任意一种或两种以上的混合物。

进一步的，所述的UV固化树脂B为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、或者聚醚丙烯酸酯中的任意一种或两种以上的混合物。

进一步的，所述的色浆为一种可变色的温感变色色浆。

进一步的，上述的一种快速固化的夜光3D打印光敏胶，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：

其中，所述的UV固化树脂A的制备方法为：

将10份甲基含氢硅油和10份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯加入到一个反应容器中，再加入0.01份的阻聚剂对苯二酚，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60℃，加入0.03份氯铂酸的络合物，搅拌下恒温3h，停止加热，待温度降到室温，即得UV固化树脂A。

所述的UV固化树脂B为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯按质量比1:1组成的混合物；

所述的流平剂为迪高Tego Glide 410；

所述的UV润湿剂为美国陶氏公司的NP-100；

所述的夜光粉为东莞市淳亮工艺材料有限公司提供的黄绿MG-1；

所述的消泡剂为德国BYK-035、BYK-037按质量比1：1的混合物；

所述的光引发剂A为巴斯夫Irgacure1173、Irgacure 184D、Irgacure TPO按质量比1:1:2组成的混合物；

所述的光引发剂B为BASF巴斯夫光引发剂Irgacure 2959、IRGACURE500按质量比1:1组成的混合物。

进一步的，上述的一种快速固化的夜光3D打印光敏胶，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：

其中所述的UV固化树脂A的制备方法为：

将20份甲基含氢硅油和20份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯加入到一个反应容器中，再加入0.02份的阻聚剂对苯二酚，通入保护气体，搅拌并加热，升温至80℃，加入0.05份氯铂酸的络合物，搅拌下恒温5h，停止加热，待温度降到室温，即得UV固化树脂A；

所述的UV固化树脂B为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯按质量比2:1组成的混合物；

所述的流平剂为德国BYK-345、BYK-346按质量比1：1组成的混合物；

所述的UV润湿剂为德国BYK 333；

所述的佛山市钜亮光学材料有限公司提供的天蓝夜光粉；

所述的消泡剂为德国BYK毕克BYK-024、BYK-025、BYK-035按质量比为1：1：1组成的混合物；

所述的光引发剂A为巴斯夫Irgacure 184D、Irgacure TPO、Irgacure 369、Irgacure 819按质量比1:1:1:1组成的混合物；

所述的光引发剂B为BASF巴斯夫光引发剂Irgacure 2959、IRGACURE500按质量比1:2组成的混合物。

本发明还提供了上述的一种快速固化的夜光3D打印光敏胶的制备方法，包括如下步骤：

1)按照重量份数称取UV固化树脂A、UV固化树脂B、流平剂、润湿剂、消泡剂、夜光粉、光引发剂A和光引发剂B；

2)在控制转速300-400r/min的高速分散机中加入润湿剂、流平剂、消泡剂与夜光粉，经600-800r/min转速下分散15-20min后将转速降至300r/min，加入UV固化树脂A、UV固化树脂B和光引发剂A、光引发剂B，继续分散5-10min，混合均匀，即得到夜光3D打印光敏胶。

上述UV固化树脂A的反应方程式如下：

本发明的一种夜光3D打印光敏胶涂膜固化后含有众多可交联的丙烯酸酯结构，在385nm的UV-LED光源照射下可实现快速固化。本发明所得的夜光3D打印光敏胶涂膜后经385nm UV-LED灯照射预涂夜光3D打印光敏胶的载玻片的表面，按照指触法(用手指按压固化一段时间的夜光3D打印光敏胶的表面，以不粘手作为完全固化的标准，用夜光3D打印光敏胶完全固化时所用的最短时间来表征)，经检测，本发明的快干夜光3D打印光敏胶的固化时间为1-5s。本发明制备的夜光3D打印光敏胶加入了夜光粉，使其具有夜间发光特性。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明经涂膜后具有较快的固化速度和具有夜间发光效果，特别适用于385nm UV-LED光源照射固化。且其制备方法由于工艺简单，易控制，因此具有技术成熟、快速、高效等特点，可广泛使用在如汽车、工业维护、医疗、创意等技术领域。且适于工业化生产。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。

本发明各实施例所用的原料中除特殊表明的厂家及规格外，其他原料均为市售，规格均为化学纯。

本发明所用的各种设备的型号及生产厂家的信息如下：

GFJ-0.4型高速分散机，上海新诺仪器设备有限公司生产。

实施例1

一种夜光3D打印光敏胶，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：

其中所述的UV固化树脂A按照如下方法制备：

将10g甲基含氢硅油和10g乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯加入到500ml的三口烧瓶中，再加入0.01g对苯二酚，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60℃，加入0.01g氯铂酸的络合物，搅拌下恒温3h，停止加热，待烧瓶温度降到室温，即得UV固化树脂A。

所述的UV固化树脂B为增韧树脂，如环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯按质量比1:1组成的混合物；

所述的流平剂为迪高Tego Glide 410；

所述的UV润湿剂为美国陶氏公司的NP-100；

所述的夜光粉为东莞市淳亮工艺材料有限公司提供的黄绿MG-1；

所述的消泡剂为德国BYK-035、BYK-037按质量比1：1的混合物；

所述的光引发剂A为巴斯夫Irgacure1173、Irgacure 184D、Irgacure TPO按质量比1:1:2组成的混合物；

所述的光引发剂B为BASF巴斯夫光引发剂Irgacure 2959、IRGACURE500按质量比1:1组成的混合物；

上述的一种夜光3D打印光敏胶的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)、夜光3D打印光敏胶的制备

将上述所得甲基含氢硅油和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按一定的比例加入到500ml的三口烧瓶中，再加入一定量的阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60～80℃，加入催化剂，搅拌下恒温3～5h，停止加热，待烧瓶温度降到室温，即得UV固化树脂A。

按照配方，在控制转速300r/min的GFJ-0.4型高速分散机(上海新诺仪器设备有限公司)中加入1份润湿剂、0.05份流平剂、0.2份消泡剂与1份夜光粉，经600r/min转速下分散15min后将转速降至300r/min，加入50份UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯、1份增稠剂、2份成膜助剂、1份水性可剥离剂和3份光引发剂，继续分散5min，混合均匀，即得到夜光3D打印光敏胶。

本发明所得的夜光3D打印光敏胶涂膜后经385nm UV-LED灯照射预涂夜光3D打印光敏胶的载玻片的表面，按照指触法(用手指按压固化一段时间的夜光3D打印光敏胶的表面，以不粘手作为完全固化的标准，用夜光3D打印光敏胶完全固化时所用的最短时间来表征)，经检测，本发明的快干夜光3D打印光敏胶的固化时间为1s。该夜光3D打印光敏胶可自动吸收任何光源，并在黑暗处自动发出黄绿光。

本发明所得的夜光3D打印光敏胶涂膜后快速固化性能，同时可在夜间发出黄绿光，夜光3D打印光敏胶经涂膜固化后制成材料具有夜光效果。

实施例2

一种夜光3D打印光敏胶，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：

其中所述的UV固化树脂A按照如下方法制备：

将10g甲基含氢硅油和10g乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯加入到500ml的三口烧瓶中，再加入0.01g对苯二酚，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60℃，加入0.01g氯铂酸的络合物，搅拌下恒温3h，停止加热，待烧瓶温度降到室温，即得UV固化树脂A。

所述的UV固化树脂B为增韧树脂，如环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯按质量比2:1组成的混合物；

所述的流平剂为德国BYK-345、BYK-346按质量比1：1组成的混合物；

所述的UV润湿剂为德国BYK 333；

所述的消泡剂为德国BYK毕克BYK-024、BYK-025、BYK-035按质量比为1：1：1组成的混合物；

所述的佛山市钜亮光学材料有限公司提供的天蓝夜光粉；

所述的光引发剂A为巴斯夫Irgacure 184D、Irgacure TPO、Irgacure 369、Irgacure 819按质量比1:1:1:1组成的混合物；

所述的光引发剂B为BASF巴斯夫光引发剂Irgacure 2959、IRGACURE500按质量比1:2组成的混合物；

上述的一种夜光3D打印光敏胶的制备方法，具体包括如下步骤：

按照配方，在控制转速400r/min的GFJ-0.4型高速分散机(上海新诺仪器设备有限公司)中加入10份润湿剂、0.1份流平剂、1份消泡剂与10份夜光粉，经800r/min转速下分散20min后将转速降至300r/min，加入80份UV固化树脂A、80份UV固化树脂B、5份成膜助剂、10份水性可剥离剂和5份光引发剂，继续分散10min，混合均匀，即得到夜光3D打印光敏胶。

本发明所得的夜光3D打印光敏胶涂膜后经385nm UV-LED灯照射预涂夜光3D打印光敏胶的载玻片的表面，按照指触法(用手指按压固化一段时间的夜光3D打印光敏胶的表面，以不粘手作为完全固化的标准，用夜光3D打印光敏胶完全固化时所用的最短时间来表征)，经检测，本发明的快干夜光3D打印光敏胶的固化时间为5s。该夜光3D打印光敏胶可自动吸收任何光源，并在黑暗处自动发出天蓝色光。

本发明所得的夜光3D打印光敏胶涂膜后快速固化性能，同时可在夜间发出天蓝色光，夜光3D打印光敏胶经涂膜固化后制成材料具有夜光效果。

综上所述，本发明的夜光3D打印光敏胶采用的是UV固化配方，UV的高速固化提升了其固化速度，只有1-5s；夜光3D打印光敏胶具有夜光特性。

所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种快速固化的夜光3D打印光敏胶，其特征在于按重量份数计算，其原料组成及含量如下：

其中，所述的UV固化树脂A的化学结构如下所示：

其中：m为1-30范围内的整数；n为1-30范围内的整数；

所述的UV固化树脂A的制备方法如下：

1)按重量份数称取如下的各组分：

2)将苯基含氢硅油和季戊四醇四丙烯酸酯加入到一个反应容器中，再加入阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60～80℃，加入催化剂，搅拌下恒温3～5h，停止加热，待温度降到室温，即得UV固化树脂A；

所述的UV固化树脂B为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、或者聚醚丙烯酸酯中的任意一种或两种以上的混合物。

所述的夜光粉为黄绿光夜光粉、兰绿光夜光粉、天蓝光夜光粉、红色夜光粉、白色夜光粉、绿色夜光粉、橙色夜光粉、紫色夜光粉、黄色夜光粉、桔红夜光粉、桃红夜光粉、粉红夜光粉、浅绿夜光粉、荧光黄夜光粉、荧光绿夜光粉、荧光红夜光粉、或者荧光蓝夜光粉中的任意一种或者两种以上的混合物；

所述的流平剂为迪高Tego Glide 410、德国BYK毕克BYK-UV3510、BYK-341、BYK-344、BYK-345、BYK-346、BYK-347、或者BYK-348中的任意一种或两种以上的混合物。

所述的润湿剂为美国陶氏公司的NP-100或者德国BYK 333流平剂中的一种或两种混合物；

所述的消泡剂为德国BYK毕克BYK-024、BYK-025、BYK-035、BYK-037、BYK-038、BYK-044、或者BYK-038中的任意一种或两种以上的混合物；

所述的光引发剂A为巴斯夫Irgacure1173、Irgacure 184D、Irgacure TPO、Irgacure369、Irgacure 651、Irgacure 379、Irgacure 819、Irgacure 907、或者大分子光引发剂Esacure KIP 150中的任意一种或两种以上的混合物；

所述的光引发剂B为BASF巴斯夫光引发剂Irgacure 2959、IRGACURE500、或者IRGACURE819 DW中的任意一种或两种以上的混合物。

2.权利要求1所述的一种快速固化的夜光3D打印光敏胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)按照重量份数称取UV固化树脂A、UV固化树脂B、流平剂、润湿剂、消泡剂、夜光粉、光引发剂A和光引发剂B；

2)在控制转速300-400r/min的高速分散机中加入润湿剂、流平剂、消泡剂与夜光粉，经600-800r/min转速下分散15-20min后将转速降至300r/min，加入UV固化树脂A、UV固化树脂B和光引发剂A、光引发剂B，继续分散5-10min，混合均匀，即得到夜光3D打印光敏胶。