CN106189199A - 一种低粘度3d打印光固化材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低粘度3D打印光固化材料，按照重量份数计，包括：氨基甲酸酯丙烯酸酯60‑75份，聚乙烯二醇15‑25份，阳离子型单体25‑4份，引发剂0.5‑2份，促进剂2.5‑4份，助剂0.5‑2份，其中，氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150‑175mPs.s，其在3D打印过程中，喷头工作温度为50‑55℃下，表面张力为39.5‑39.1mN/m；配制材料时，将促进剂加入至阳离子型单体中混合均匀后使用，阳离子型单体与所述促进剂的质量之比为10:1。本发明无需活性稀释剂，光固化速度较快，并且光固化后材料的力学性能较好，相对成本降低。

Description

一种低粘度3D打印光固化材料
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种低粘度3D打印固化材料。
背景技术
三维快速成型技术是现在制造技术中较为热门的技术，是一种叠层制造技术，其原理是通过向物品分层添加材料创造实物。其通过离散获得堆积的路径、限制和方式，通过堆积材料叠加形成三维实体，与计算机系统结合，以提高快速成型效率和精度，与传统的去除成型形成鲜明的对照，其工艺流程主要包括三维模型构造、近似处理、切片处理、截面加工、截面叠加、后处理等。
其中3DP工艺采用三维立体成型，通过喷头用粘结剂将零件的截面打印在材料粉末上面，或者将成型树脂一层一层喷出，分别固化粘结成型，其成型过程是将各个二维截面重叠粘结成为一个三维实体，该方法具有速度快的有点，适合制造各种复杂形状的零部件，并且无污染。
其中，光固化立体成型技术在大物件、精细度、快速成型等方面有其它成型技术无法比拟的优点，但是其成本相对较高。在3D打印光固化材料方面，要求材料具有较低的粘度、固化速度快、固化后的强度高、柔韧性适中，但是现在常用的光固化树脂由于其本身分子结构性能的影响，相对粘度较高，需要配合大量的稀释剂使用，相对成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种低粘度3D打印光固化材料，本发明的材料中采用氨基甲酸酯丙烯酸作为光敏树脂齐聚物，是一种低粘度高性能的光敏树脂，选择脂环族环氧或者氧杂环丁烷作为阳离子型单体，光敏树脂齐聚物与阳离子型单体配合，有助于降低了光敏树脂齐聚物的粘度，无需活性稀释剂，光固化速度较快，并且光固化后材料的力学性能较好。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种低粘度3D打印光固化材料，按照重量份数计，光固化材料配方中包括：
其中，所述氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150-175mPs.s，其在3D打印过程中，喷头工作温度为50-55℃下，表面张力为39.5-39.1mN/m；
配制材料时，将所述促进剂加入至所述阳离子型单体中混合均匀后使用，所述阳离子型单体与所述促进剂的质量之比为10:1。
进一步优选地，所述阳离子型单体为脂环族环氧或氧杂环丁烷，所述促进剂为苄醇，所述苄醇为3,4-二甲氧基苄醇或3，4-亚甲二氧基苄醇。
进一步优选地，所述引发剂包括：1-羟基环己基苯甲酮，2-乙基-9,10-二甲氧基蒽。
进一步优选地，所述助剂包括：流平剂、抗氧剂、阻聚剂。
进一步优选地，所述抗氧剂包括以下中的一种或几种：叔丁基对苯二酚、亚磷酸三壬基苯基酯、二亚磷酸酯季戊四醇二异葵酯。
进一步优选地，所述阻聚剂包括以下中的一种或几种：氧化铜、硫酸铜、硫酸亚铁。
本发明的有益效果是:
本发明涉及一种低粘度3D打印光固化材料，本发明的材料中采用氨基甲酸酯丙烯酸酯作为光敏树脂齐聚物，是一种低粘度高性能的光敏树脂，选择脂环族环氧或者氧杂环丁烷作为阳离子型单体，光敏树脂齐聚物与阳离子型单体配合，有助于降低了光敏树脂齐聚物的粘度，无需活性稀释剂，光固化速度较快，并且光固化后材料的力学性能较好，相对成本降低。
本发明的材料粘度相对较低，在50-55℃的喷头工作温度下，喷射正常，无溅射现象出现，并且材料固化后的体积收缩较小，无明显变形现象，材料综合力学性能较好。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
实施例1中公开了一种3D打印光固化材料，实施例1中的材料配方如表1中所示。
表1 实施例1中的配方表
组分 含量
氨基甲酸酯丙烯酸酯 70
聚乙烯二醇 20
脂环族环氧 32
1-羟基环己基苯甲酮 1.5
苄醇 3.2
助剂 1.8
实施例2
实施例2中公开了一种3D打印光固化材料，实施例2中的材料配方如表2中所示。
表2 实施例2中的配方表
组分 含量
氨基甲酸酯丙烯酸酯 60
聚乙烯二醇 15
脂环族环氧 25
1-羟基环己基苯甲酮 0.5
苄醇 2.5
助剂 0.5
实施例3
实施例3中公开了一种3D打印光固化材料，其配方如表3中所示。
表3 实施例3中的配方表
组分 含量
氨基甲酸酯丙烯酸酯 75
聚乙烯二醇 25
脂环族环氧 40
1-羟基环己基苯甲酮 2
苄醇 4
助剂 2
还设计了其它实施例，选择氧杂环丁烷作为阳离子型单体，通过实验验证，脂环族环氧与氧杂环丁烷分别与苄醇配合，在整个材料配方中的作用相差不大。
其中，上述氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150-175mPs.s，其在3D打印过程中，喷头工作温度为50-55℃下，表面张力为39.5-39.1mN/m；配制材料时，将上述促进剂加入至上述阳离子型单体中混合均匀后使用，上述阳离子型单体与上述促进剂的质量之比为10:1。
上述引发剂还可以是2-乙基-9,10-二甲氧基蒽。
上述助剂包括：流平剂、抗氧剂、阻聚剂。上述抗氧剂可以选择：叔丁基对苯二酚、亚磷酸三壬基苯基酯、二亚磷酸酯季戊四醇二异葵酯。上述阻聚剂可以选择：氧化铜、硫酸铜、硫酸亚铁。
其中，上述阻聚剂的含量要严格控制，阻聚剂的含量过多，影响最终产品的光固化性能，阻聚剂的用量占助剂中的1.0％。
上述苄醇可以是3,4-二甲氧基苄醇或3,4-亚甲二氧基苄醇，通过实验验证，苄醇种类的选择对实验结果影响不大。
在上述实施例中，上述氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150-175mPs.s，其粘度较低，反应温度控制在交底的温度下进行，为了避免副反应影响打印产品性能，在上述实施例中的配方中，添加了聚乙二醇，上述聚乙二醇提供了柔性分子链段，使氨基甲酸酯丙烯酸酯分子链伸展更容易，更有助于粘度降低。
对比例
设计对比例与实施例1中对比，在材料体系中没有加阳离子型单体和促进剂苄醇，如表4中所示。
表4 对比例的配方表
组分 含量
氨基甲酸酯丙烯酸酯 70
聚乙烯二醇 20
1-羟基环己基苯甲酮 1.5
助剂 1.8
将上述表1-4中的四组材料按照表中组分配置成材料，采用3D打印机进行打印测试，实验表明实施例1-3中的材料，在50-55℃的喷头环境下，正常喷射，无溅射现象，并且固化后体积收缩较小，其中实施例1中的固化收缩率为1.9％，实施例2中的固化收缩率为2.2％，实施例3中的固化收缩率为2.0％，实施例1中的材料打印出来的产品稳定性相对较好，实施例1-3中的产品固化后均没有明显变形。
对比例中的材料，在50-55℃的喷头环境下，开始正常喷射，中后过程中，出现溅射现象，并且固化后的产品收缩率为3.7％，产品稳定性相对较差。并且打印成型后的产品固化时间较实施例1-3中的固化时间长。
实施例1-3的材料中采用氨基甲酸酯丙烯酸酯作为光敏树脂齐聚物，是一种低粘度高性能的光敏树脂，选择脂环族环氧或者氧杂环丁烷作为阳离子型单体，光敏树脂齐聚物与阳离子型单体配合，有助于降低了光敏树脂齐聚物的粘度，无需活性稀释剂，光固化速度较快，并且光固化后材料的力学性能较好，相对成本降低。
实施例1-3的材料粘度相对较低，在50-55℃的喷头工作温度下，喷射正常，无溅射现象出现，并且材料固化后的体积收缩较小，无明显变形现象，材料综合力学性能较好。
力学性能测试
将上述实施例1-3和对比例中制得的产品，进行力学性能测试。其结果如表5中所示。
表5 力学性能测试结果表
由上述表5中的结果可以看出，实施例1-3中材料制备的产品拉伸强度较大、韧性好、硬度大，能够满足3D打印材料对力学性能的要求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种低粘度3D打印光固化材料，其特征在于，按照重量份数计，光固化材料配方中包括：
其中，所述氨基甲酸酯丙烯酸酯在25℃下密度为1.09g/cm3,粘度为150-175mPs.s其在3D打印过程中，喷头工作温度为50-55℃下，表面张力为39.5-39.1mN/m；
配制材料时，将所述促进剂加入至所述阳离子型单体中混合均匀后使用，所述阳离子型单体与所述促进剂的质量之比为10:1。
2.根据权利要求1所述的一种低粘度3D打印光固化材料，其特征在于，所述阳离子型单体为脂环族环氧或氧杂环丁烷，所述促进剂为苄醇，所述苄醇为3,4-二甲氧基苄醇或3，4-亚甲二氧基苄醇。
3.根据权利要求1所述的一种低粘度3D打印光固化材料，其特征在于，所述引发剂包括：1-羟基环己基苯甲酮，2-乙基-9,10-二甲氧基蒽。
4.根据权利要求1所述的一种低粘度3D打印光固化材料，其特征在于，所述助剂包括：流平剂、抗氧剂、阻聚剂。
5.根据权利要求4所述的一种低粘度3D打印光固化材料，其特征在于，所述抗氧剂包括以下中的一种或几种：叔丁基对苯二酚、亚磷酸三壬基苯基酯、二亚磷酸酯季戊四醇二异葵酯。
6.根据权利要求4所述的一种低粘度3D打印光固化材料，其特征在于，所述阻聚剂包括以下中的一种或几种：氧化铜、硫酸铜、硫酸亚铁。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108822787A (zh) * 2018-05-31 2018-11-16 烟台德邦科技有限公司 一种黑色紫外光固化胶及其制备方法
CN113174016A (zh) * 2021-03-01 2021-07-27 广东工业大学 一种3d打印用低粘度柔性光敏树脂及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102385250A (zh) * 2011-06-29 2012-03-21 南昌大学 一种紫外激光固化快速成型光敏树脂及制备方法
CN103819656A (zh) * 2014-02-18 2014-05-28 青岛科技大学 一种氧化石墨烯/光固化树脂复合材料及其制备方法和应用
CN104570603A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 青岛中科新材料有限公司 一种紫外光固化3d打印用光敏树脂的制备方法及应用
CN104765251A (zh) * 2014-11-06 2015-07-08 青岛科技大学 一种高韧性3d打印用光敏树脂及其制备方法
CN105785714A (zh) * 2016-03-30 2016-07-20 华中科技大学 一种3d打印用光敏树脂及其制备与应用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102385250A (zh) * 2011-06-29 2012-03-21 南昌大学 一种紫外激光固化快速成型光敏树脂及制备方法
CN104570603A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 青岛中科新材料有限公司 一种紫外光固化3d打印用光敏树脂的制备方法及应用
CN103819656A (zh) * 2014-02-18 2014-05-28 青岛科技大学 一种氧化石墨烯/光固化树脂复合材料及其制备方法和应用
CN104765251A (zh) * 2014-11-06 2015-07-08 青岛科技大学 一种高韧性3d打印用光敏树脂及其制备方法
CN105785714A (zh) * 2016-03-30 2016-07-20 华中科技大学 一种3d打印用光敏树脂及其制备与应用方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘安昌等: ""阳离子光固化活性单体氧杂环丁烷的合成"", 《武汉工程大学学报》 *
萨塔斯等: "《涂料涂装工艺应用手册（第二版）》", 31 January 2003, 中国石化出版社 *
虞胜安: "《高级涂装工技术与实例》", 28 February 2006, 江苏科学技术出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108822787A (zh) * 2018-05-31 2018-11-16 烟台德邦科技有限公司 一种黑色紫外光固化胶及其制备方法
CN113174016A (zh) * 2021-03-01 2021-07-27 广东工业大学 一种3d打印用低粘度柔性光敏树脂及其制备方法和应用

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