CN106146753A - 一种用于光固化成型的改性光敏树脂及其制备方法 - Google Patents
一种用于光固化成型的改性光敏树脂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于光固化成型的改性光敏树脂及其制备方法，该改性光敏树脂由丙烯酸酯25～40份、环氧树脂30～45份、透明粉5～20、偶联剂1～5份、稀释剂10～25份、消泡剂0.5～5份、流平剂0.5～5份、阳离子型引发剂1～5份和自由基型光聚合引发剂1～5份制备而成。本发明制备的光敏树脂具有成型速度快、力学强度高和透明性好等特点，同时大幅降低光敏树脂成本，可直接应用于光固化成型制得结构复杂的产品。
Description
技术领域
本发明涉及光固化成型技术领域，具体涉及一种用于光固化成型的改性光敏树脂及其制备方法。
背景技术
光固化是指单体、低聚体或聚合体基质在光诱导下的固化成型过程。光谱中能量较高的紫外光线产生的活化能，能够使不饱和树脂中的碳-碳键断裂产生自由基，在引发剂作用下能使基体迅速固化。利用特定波长与强度的激光聚焦在光固化材料表面，利用由点到线、由线到面的固化过程以及垂直高度的调整，实现快速成型的方式即为光固化成型。
目前采用的光敏树脂一般为液态，由聚合物单体和预聚体组成，由于基体搭配和配方设计等原因导致固化效率低、制件性能差、刺激性大和成本高等不足。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种用于光固化成型的改性光敏树脂及其制备方法。
本发明采用以下技术方案：
一种用于光固化成型的改性光敏树脂，其由下述组份按重量份制备而成：
丙烯酸酯25～40份，
环氧树脂30～45份，
透明粉5～20，
偶联剂1～5份，
稀释剂10～25份，
消泡剂0.5～5份，
流平剂0.5～5份，
阳离子型引发剂1～5份，
自由基型光聚合引发剂1～5份。
所述的丙烯酸酯为环氧丙烯酸单酯、聚氨酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯。
所述的环氧树脂为酚醛型、双酚A型或酯环族环氧树脂。
所述的透明粉为市售，其是以二氧化硅和氧化镁为主要成分的粉末材料，尺寸为10-50μm。所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷。
所述的稀释剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或乙二醇二缩水甘油醚。
所述的消泡剂为二甲基聚硅氧烷、环氧乙烷环氧丙烷共聚醚或聚醚硅氧烷。
所述的流平剂优选为有机硅-环氧乙烷共聚物、有机硅-环氧丙烷共聚物或聚二甲基硅氧烷。
所述的阳离子型引发剂为二苯基碘鎓盐或二芳基锍鎓盐。
所述的自由基型光聚合引发剂为二苯甲酮、氯化二苯甲酮或安息香二甲醚。
所述的一种用于光固化成型的改性光敏树脂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（2）将上述混合液升温至50℃～80℃，用搅拌器进行搅拌约15min～30min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂及其制备方法。
有益效果：
1、本发明制备的光敏树脂具有成型速度快、力学强度高和透明性好等特点，同时大幅降低光敏树脂成本，可直接应用于光固化成型制得结构复杂的产品。
2、本发明制备的一种用于光固化成型的改性光敏树脂，创新性的采用透明粉为改性填料，以丙烯酸酯和环氧树脂为改性基体，在保持原有固化效率的同时提高了光固化成型的成型速度和制件的力学强度，并有效保持了制件的透明性。此外改性填料的引入可降低光敏树脂的成本，可直接应用于光固化成型制得结构复杂的产品。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明内容进行进一步的说明，但所述实施例并非是对本发明实质精神的简单限定，任何基于本发明实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于本发明所要求保护的范围之内。如无特别说明，各实例中所述份数均为重量份。
本发明的具体实施例如下：
实例
1
（1）按以下比例配备原料：
环氧丙烯酸单酯25份，
酚醛型环氧树脂45份，
透明粉5份，
偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份，
稀释剂甲基丙烯酸缩水甘油酯25份，
消泡剂二甲基聚硅氧烷0.5份，
流平剂有机硅-环氧乙烷共聚物0.5份，
阳离子型引发剂二苯基碘鎓盐1份，
自由基型光聚合引发剂二苯甲酮1份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至50℃，用搅拌器进行搅拌约15min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
2
（1）按以下比例配备原料：
环氧丙烯酸单酯30份，
酚醛型环氧树脂40份，
透明粉10份，
偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份，
稀释剂甲基丙烯酸缩水甘油酯20份，
消泡剂二甲基聚硅氧烷2份，
流平剂有机硅-环氧乙烷共聚物2份，
阳离子型引发剂二苯基碘鎓盐2份，
自由基型光聚合引发剂二苯甲酮2份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至60℃，用搅拌器进行搅拌约20min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
3
（1）按以下比例配备原料：
环氧丙烯酸单酯35份，
酚醛型环氧树脂35份，
透明粉15份，
偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份，
稀释剂甲基丙烯酸缩水甘油酯15份，
消泡剂二甲基聚硅氧烷3.5份，
流平剂有机硅-环氧乙烷共聚物3.5份，
阳离子型引发剂二苯基碘鎓盐3份，
自由基型光聚合引发剂二苯甲酮3份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至70℃，用搅拌器进行搅拌约25min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
4
（1）按以下比例配备原料：
环氧丙烯酸单酯40份，
酚醛型环氧树脂30份，
透明粉20份，
偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷5份，
稀释剂甲基丙烯酸缩水甘油酯10份，
消泡剂二甲基聚硅氧烷5份，
流平剂有机硅-环氧乙烷共聚物5份，
阳离子型引发剂二苯基碘鎓盐5份，
自由基型光聚合引发剂二苯甲酮5份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至80℃，用搅拌器进行搅拌约30min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
5
（1）按以下比例配备原料：
聚氨酯丙烯酸酯25份，
双酚A型环氧树脂45份，
透明粉5份，
偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份，
稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯25份，
消泡剂环氧乙烷环氧丙烷共聚醚0.5份，
流平剂有机硅-环氧丙烷共聚物0.5份，
阳离子型引发剂二苯基碘鎓盐1份，
自由基型光聚合引发剂氯化二苯甲酮1份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至50℃，用搅拌器进行搅拌约15min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
6
（1）按以下比例配备原料：
聚氨酯丙烯酸酯30份，
双酚A型环氧树脂40份，
透明粉10份，
偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份，
稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20份，
消泡剂环氧乙烷环氧丙烷共聚醚2份，
流平剂有机硅-环氧丙烷共聚物2份，
阳离子型引发剂二苯基碘鎓盐2份，
自由基型光聚合引发剂氯化二苯甲酮2份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至60℃，用搅拌器进行搅拌约20min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
7
（1）按以下比例配备原料：
聚氨酯丙烯酸酯35份，
双酚A型环氧树脂35份，
透明粉15份，
偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷3份，
稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15份，
消泡剂环氧乙烷环氧丙烷共聚醚3.5份，
流平剂有机硅-环氧丙烷共聚物3.5份，
阳离子型引发剂二芳基锍鎓盐3份，
自由基型光聚合引发剂氯化二苯甲酮3份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至70℃，用搅拌器进行搅拌约25min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
8
（1）按以下比例配备原料：
聚氨酯丙烯酸酯40份，
双酚A型环氧树脂30份，
透明粉20份，
偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷5份，
稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份，
消泡剂环氧乙烷环氧丙烷共聚醚5份，
流平剂有机硅-环氧丙烷共聚物5份，
阳离子型引发剂二芳基锍鎓盐5份，
自由基型光聚合引发剂氯化二苯甲酮5份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至80℃，用搅拌器进行搅拌约30min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
9
（1）按以下比例配备原料：
聚酯丙烯酸酯25份，
酯环族环氧树脂45份，
透明粉5份，
偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷1份，
稀释剂乙二醇二缩水甘油醚25份，
消泡剂聚醚硅氧烷0.5份，
流平剂聚二甲基硅氧烷0.5份，
阳离子型引发剂二芳基锍鎓盐1份，
自由基型光聚合引发剂安息香二甲醚1份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至50℃，用搅拌器进行搅拌约15min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
10
（1）按以下比例配备原料：
聚酯丙烯酸酯30份，
酯环族环氧树脂40份，
透明粉10份，
偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷2份，
稀释剂乙二醇二缩水甘油醚20份，
消泡剂聚醚硅氧烷2份，
流平剂聚二甲基硅氧烷2份，
阳离子型引发剂二芳基锍鎓盐2份，
自由基型光聚合引发剂安息香二甲醚2份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至60℃，用搅拌器进行搅拌约20min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
11
（1）按以下比例配备原料：
聚酯丙烯酸酯35份，
酯环族环氧树脂35份，
透明粉15份，
偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷3份，
稀释剂乙二醇二缩水甘油醚15份，
消泡剂聚醚硅氧烷3.5份，
流平剂聚二甲基硅氧烷3.5份，
阳离子型引发剂二芳基锍鎓盐3份，
自由基型光聚合引发剂安息香二甲醚3份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至70℃，用搅拌器进行搅拌约25min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
实例
12
（1）按以下比例配备原料：
聚酯丙烯酸酯40份，
酯环族环氧树脂30份，
透明粉20份，
偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷5份，
稀释剂乙二醇二缩水甘油醚10份，
消泡剂聚醚硅氧烷5份，
流平剂聚二甲基硅氧烷5份，
阳离子型引发剂二芳基锍鎓盐5份，
自由基型光聚合引发剂安息香二甲醚5份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至80℃，用搅拌器进行搅拌约30min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
所制得改性光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
对照实例1
（1）按以下比例配备原料：
环氧丙烯酸单酯30份，
酚醛型环氧树脂45份，
稀释剂甲基丙烯酸缩水甘油酯25份，
消泡剂二甲基聚硅氧烷0.5份，
流平剂有机硅-环氧乙烷共聚物0.5份，
阳离子型引发剂二苯基碘鎓盐1份，
自由基型光聚合引发剂二苯甲酮1份。
（2）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（3）将上述混合液升温至50℃，用搅拌器进行搅拌约15min，得到淡黄色均一的液体，即制得一种光敏树脂。
所制得光敏树脂经光固化成型后测试性能见表一。
表一：
| 性能 | 成型速度(cm3/h) | 拉伸强度(MPa) | 邵氏硬度(HS) |
| 实例1 | 25 | 24 | 84 |
| 实例2 | 26 | 25 | 93 |
| 实例3 | 28 | 27 | 100 |
| 实例4 | 31 | 29 | 107 |
| 实例5 | 23 | 24 | 85 |
| 实例6 | 25 | 28 | 94 |
| 实例7 | 29 | 31 | 102 |
| 实例8 | 33 | 30 | 109 |
| 实例9 | 24 | 24 | 82 |
| 实例10 | 25 | 25 | 90 |
| 实例11 | 27 | 27 | 97 |
| 实例12 | 30 | 30 | 108 |
| 对照实例1 | 20 | 21 | 75 |
本发明制备的一种用于光固化成型的改性光敏树脂及其制备方法，具有成型速度快、力学强度高和透明性好等特点。通过表一中数据可知，本发明制备的用于光固化成型的改性光敏树脂，成型速度最快为33cm3/h（实例8），较改性前（对比实例1）提高65%；拉伸强度最大为31MPa，较改性前提高45%；邵氏硬度最大为109，较改性前提高45%。此外本发明制备的光敏树脂具有成型速度快、力学强度高和透明性好等特点，同时大幅降低光敏树脂成本，可直接应用于光固化成型制得结构复杂的产品。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于光固化成型的改性光敏树脂，其特征在于：由下述组份按重量份制备而成：
丙烯酸酯25～40份，
环氧树脂30～45份，
透明粉5～20，
偶联剂1～5份，
稀释剂10～25份，
消泡剂0.5～5份，
流平剂0.5～5份，
阳离子型引发剂1～5份，
自由基型光聚合引发剂1～5份。
2.如权利要求1所述的一种用于光固化成型的改性光敏树脂，其特征在于：所述的丙烯酸酯为环氧丙烯酸单酯、聚氨酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯。
3.如权利要求1所述的一种用于光固化成型的改性光敏树脂，其特征在于，所述的环氧树脂为酚醛型、双酚A型或酯环族环氧树脂。
4.如权利要求1所述的一种用于光固化成型的改性光敏树脂，其特征在于，所述的透明粉尺寸为10-50μm；所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷。
5.如权利要求1所述的一种用于光固化成型的改性光敏树脂及，其特征在于：所述的稀释剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或乙二醇二缩水甘油醚。
6.如权利要求1所述的一种用于光固化成型的改性光敏树脂，其特征在于：所述的消泡剂为二甲基聚硅氧烷、环氧乙烷环氧丙烷共聚醚或聚醚硅氧烷。
7.如权利要求1所述的一种用于光固化成型的改性光敏树脂，其特征在于：所述的流平剂优选为有机硅-环氧乙烷共聚物、有机硅-环氧丙烷共聚物或聚二甲基硅氧烷。
8.如权利要求1所述的一种用于光固化成型的改性光敏树脂，其特征在于：所述的阳离子型引发剂为二苯基碘鎓盐或二芳基锍鎓盐。
9.如权利要求1所述的一种用于光固化成型的改性光敏树脂，其特征在于：所述的自由基型光聚合引发剂为二苯甲酮、氯化二苯甲酮或安息香二甲醚。
10.权利要求1-9任一项所述一种用于光固化成型的改性光敏树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在装有搅拌器和冷凝管的玻璃三口瓶中，按配比依次加入丙烯酸酯、环氧树脂、透明粉、偶联剂、稀释剂、消泡剂、流平剂、阳离子型引发剂和自由基型光聚合引发剂；
（2）将上述混合液升温至50℃～80℃，用搅拌器进行搅拌约15min～30min，得到淡黄色均一的液体，即为一种用于光固化成型的改性光敏树脂。
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