CN105623272B - 一种3d打印变色龙光敏胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印变色龙光敏胶及其制备方法。本发明的3D打印变色龙光敏胶，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、50‑80份的UV固化树脂C、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份色浆和3‑5份的光引发剂组成。该3D打印变色龙光敏胶涂膜后经365nmUV‑LED灯照射后具有快速固化能力，可广泛使用在如汽车、工业维护、医疗、创意等技术领域。

Description

一种3D打印变色龙光敏胶及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种3D打印变色龙光敏胶及其制备方法，该3D打印变色龙光敏胶特别适用于365nm UV-LED光源照射固化。
背景技术
高速固化成型技术可以快速将设计思想转化为具有一定结构和功能的原型，近几年在世界范围内得到广泛应用。国内外已成功研发多种3D打印快速成形工艺，并投入了市场，取得了良好的经济效益，其中工业化的大多数的3D打印技术主要依托热塑性树脂，通过高热200℃以上，至热塑性塑料的熔点或软化点以上，使热塑性树脂再冷却成型。该方法存在设备复杂，需高温下成型等问题。急需发展能室温成型的光固化3D打印快速成形工艺，该工艺具有能耗小、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。然而，目前开发的3D打印光敏树脂还存在一些问题：如3D打印制品颜色单一，立体光学效果差，功能性缺失等。
基于以上背景，需要发展一种可快速固化、同时具有变色龙效果的3D打印变色龙光敏胶及其制备方法。
基于以上背景，需要发展一种3D打印变色龙光敏胶及其制备方法。
发明内容
本发明目的之一提供一种能快速固化，同时具有高光泽、变色效果的3D打印变色龙光敏胶。
本发明目的之二提供上述一种3D打印变色龙光敏胶的制备方法。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种3D打印变色龙光敏胶，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B为超支化UV固化树脂；
所述的UV固化树脂C为增韧树脂；
所述的色浆为温感变色色浆；
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。
上述的UV固化树脂A按重量份数计算，其组成及含量如下：
上述的UV固化树脂A按如下步骤制备：
将甲基苯基含氢硅油和丙氧化甘油三丙烯酸酯按比例加入到反应容器中后，先加入阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60～80℃，再加入催化剂，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。
上述的流平剂为迪高Tego Glide 410、德国BYK毕克BYK-UV3510、BYK-341、BYK-344、BYK-345、BYK-346、BYK-347、BYK-348中的一种或几种；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；所述的消泡剂为德国BYK毕克BYK-024、BYK-025、BYK-035、BYK-037、BYK-038、BYK-044、BYK-038中的一种或几种。
本发明还提供一种上述3D打印变色龙光敏胶的制备方法，具体步骤如下：
按照配方，在控制转速300-400r/min的高速分散机中加入润湿剂、流平剂、消泡剂与色浆，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、UV固化树脂C和光引发剂A、光引发剂B，继续分散5-10min，混合均匀，即得到3D打印变色龙光敏胶。
本发明的有益成果如下所述：
本发明的一种3D打印变色龙光敏胶，由于采用了多官能团丙烯酸酯的UV固化树脂A以及具有超支化结构的超支化UV固化树脂使其具有在365nmUV-LED，灯源照射下的快速能力。
进一步，本发明所得的3D打印变色龙光敏胶涂膜后经UV甲油灯照射预涂3D打印变色龙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3D打印变色龙光敏胶的表面，以不粘手作为完全固化的标准，用3D打印变色龙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3D打印变色龙光敏胶的固化时间为1-7s。
进一步，本发明所得的3D打印变色龙光敏胶添加的变色龙颜料给3D打印变色龙光敏胶带来了千变万化的颜色，添加的具有增韧作用UV固化树脂C，使3D打印变色龙光敏胶具有一定的韧性。
综上所述，本发明的一种3D打印变色龙光敏胶，具有在365nmUV-LED灯源照射下的快速固化能力，其经涂膜后具有较高的韧性、光泽和变色能力。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，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3D打印变色龙光敏胶，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按重量份数计算，其组成及含量如下：
所述的UV固化树脂A按如下步骤制备：
将20份甲基苯基含氢硅油和10份丙氧化甘油三丙烯酸酯按加入到500ml的三口烧瓶中，再加入0.005的阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60℃，加入0.03份催化剂，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。
所述的流平剂为迪高Tego Glide 410；
所述的润湿剂为美国陶氏公司的NP-100；
所述的消泡剂为德国BYK-035、BYK-037按质量比1：1的混合物；
所述的色浆为一种可变色的温感变色色浆；
所述的光引发剂A为巴斯夫Irgacure1173、Irgacure 184D、Irgacure TPO按质量比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1:1组成的混合物；
上述的一种3D打印变色龙光敏胶的制备方法，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份色浆，经600r/min转速下分散15min后将转速降至300r/min，加入50份UV固化树脂A、50份UV固化树脂B、50份UV固化树脂C、3份光引发剂A和3份光引发剂B，继续分散10min，混合均匀，即得到3D打印变色龙光敏胶。
本发明所得的3D打印变色龙光敏胶涂膜后经365nm的UV-LED灯照射预涂3D打印变色龙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3D打印变色龙光敏胶的表面，以不粘手作为完全固化的标准，用3D打印变色龙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3D打印变色龙光敏胶的固化时间为1s。固化后呈现变色效果。
综上所述本发明所得的3D打印变色龙光敏胶涂膜后较高的固化速度，同时具有变色效果。
实施例2
一种3D打印变色龙光敏胶，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按重量份数计算，其组成及含量如下：
所述的UV固化树脂A按如下步骤制备：
将60份甲基苯基含氢硅油和20份丙氧化甘油三丙烯酸酯加入到500ml的三口烧瓶中，再加入0.01份的阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至80℃，加入0.05份催化剂，搅拌下恒温5h，停止加热，待烧瓶温度降到室温，即得UV固化树脂A。
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；
所述的润湿剂为德国BYK 333；
所述的消泡剂为德国BYK毕克BYK-024、BYK-025按质量比1:1组成的混合物；
所述的色浆为一种可变色的温感变色色浆；
所述的光引发剂A为巴斯夫Irgacure 184D、Irgacure TPO、Irgacure 369按质量比1:1：1多种混合物；
所述的光引发剂B为BASF巴斯夫光引发剂Irgacure 2959、IRGACURE500按质量比2:1组成的混合物；
上述的一种3D打印变色龙光敏胶的制备方法，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份色浆，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、80份UV固化树脂C、5份光引发剂A和5份光引发剂B，继续分散10min，混合均匀，即得到3D打印变色龙光敏胶。
本发明所得的3D打印变色龙光敏胶涂膜后经365nm的UV-LED灯照射预涂3D打印变色龙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3D打印变色龙光敏胶的表面，以不粘手作为完全固化的标准，用3D打印变色龙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3D打印变色龙光敏胶的固化时间为7s。固化后呈现变色效果。
综上所述本发明所得的3D打印变色龙光敏胶涂膜后较高的固化速度，同时具有变色效果。
综上所述，本发明的3D打印变色龙光敏胶采用的是UV固化配方，UV的高速固化提升了其固化速度，只有1～7s；本发明所得的3D打印变色龙光敏胶添加的变色龙颜料给3D打印变色龙光敏胶带来了千变万化的颜色，添加的具有增韧作用UV固化树脂C，使3D打印变色龙光敏胶具有一定的韧性。
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 (5)

1.一种3D打印变色龙光敏胶，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B为超支化UV固化树脂；
所述的UV固化树脂C为增韧树脂；
所述的色浆为温感变色色浆；
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。
2.如权利要求1所述的3D打印变色龙光敏胶，其特征在于，所述的UV固化树脂A按重量份数计算，其组成及含量如下：
3.如权利要求2所述的3D打印变色龙光敏胶，其特征在于，所述的UV固化树脂A按如下步骤制备：
将甲基苯基含氢硅油和丙氧化甘油三丙烯酸酯按比例加入到反应容器中后，先加入阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60～80℃，再加入催化剂，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。
4.如权利要求1所述的3D打印变色龙光敏胶，其特征在于，所述的流平剂为迪高TegoGlide 410、德国BYK毕克BYK-UV3510、BYK-341、BYK-344、BYK-345、BYK-346、BYK-347、BYK-348中的一种或几种；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；所述的消泡剂为德国BYK毕克BYK-024、BYK-025、BYK-035、BYK-037、BYK-038、BYK-044、BYK-038中的一种或几种。
5.如权利要求1、2或4所述的3D打印变色龙光敏胶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
按照配方，在控制转速300-400r/min的高速分散机中加入润湿剂、流平剂、消泡剂与色浆，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、UV固化树脂C和光引发剂A、光引发剂B，继续分散5-10min，混合均匀，即得到3D打印变色龙光敏胶。
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