CN106543705A

CN106543705A - 一种耐低温光固化3d打印材料及其制备方法

Info

Publication number: CN106543705A
Application number: CN201610922254.8A
Authority: CN
Inventors: 陈蔚红; 裴雯婕
Original assignee: Shanghai Chenguang Industrial Medium Co Ltd
Current assignee: Shanghai Chenguang Industrial Medium Co Ltd
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2017-03-29

Abstract

本发明涉及一种耐低温光固化3D打印材料及其制备方法。该光固化3D打印材料按重量百分比包括以下组分：10～50％耐低温环氧树脂、10～50％丙烯酸酯预聚物、0.01～15％光引发剂、5～20％交联剂、0.01～3％终止剂、1～20％功能填料、5～20％稀释剂。所涉及的光固化3D打印材料制备方法是把耐低温环氧树脂、聚甲基丙烯酸酯预聚物、功能填料和助剂按照质量百分比搅拌混合均匀，加入一定配比的光引发剂、交联剂和终止剂，搅拌混合均匀，获得耐低温光固化3D打印材料。本发明制备的光固化3D打印材料具有耐低温(‑196℃)，韧性好，收缩率低，工艺简单，成本低，固化光源适用性广，固化时间快的特点，可用于多种不同型号的打印机。

Description

一种耐低温光固化3D打印材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及3D打印领域，尤其涉及一种耐低温光固化3D打印材料及其制备方法。

背景技术

常见的3D打印技术中光固化快速成型(SLA)是目前技术最成熟、应用最广泛的3D打印技术之一。该技术主要是通过紫外光或者其他光源照射液体光敏树脂材料，使其凝固成型，逐层固化，最终获得目标产品。该技术具有操作简单、成形速度快、成形过程无污染、原型精度高的优点。目前市售的光固化三维打印设备和配套成型材料产自3D Systems公司和OBJET公司。

光固化3D打印材料采用的光敏树脂主要包括丙烯酸酯基树脂和环氧树脂。传统的丙烯酸酯基树脂和环氧树脂类的光敏树脂只具备一般塑料的力学性能和热性能，不具备耐低温的性能，不能满足特殊工件的耐低温性能要求。

因此，需要一种耐低温光固化3D打印材料，能够满足电子、汽车以及航空航天等特殊工件耐低温的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种耐低温光固化3D打印材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取了以下的技术方案：

一种耐低温光固化3D打印材料，按重量百分比包括以下组分：10～50％耐低温环氧树脂、10～50％丙烯酸酯预聚物、0.01～15％光引发剂、5～20％交联剂、0.01～3％终止剂、1～20％功能填料、5～20％稀释剂。

所述耐低温环氧树脂为聚醚改性双份A型环氧树脂，优选为环氧当量在40～700之间的聚醚改性双酚A型环氧树脂。

所述丙烯酸酯预聚物，选自聚氨酯甲基丙烯酸酯预聚物、聚酯丙烯酸酯预聚物、环氧丙烯酸树脂预聚物，聚合度为5～200的聚合物。

所述的光引发剂选自烷基苯酮类化合物、二苯甲酮类化合物、硫杂蒽酮类化合物、安息香二甲醚、碘鎓盐和硫鎓盐中的至少一种，优选为1173(2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮)、二苯甲酮、苯甲酰甲酸甲酯、4-对甲苯巯基二苯甲酮、安息香二甲醚、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚。

所述的交联剂为环氧树脂的氨类交联剂，选自二亚乙基三胺、三乙醇胺、DMP-30、间苯二胺、二氨基二苯机甲烷中的至少一种。

所述的终止剂为亚硝酸钠和对苯二酚中的至少一种。

所述的功能填料作用在于提高3D打印材料的韧性、增加强度，选自橡胶粒子、氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、氢氧化镁、碳酸钙、钛白粉中的至少一种。

所述的稀释剂为氨丙基三乙氧基硅烷、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

本发明提供了一种光固化3D打印材料制备方法，是把耐低温环氧树脂、丙烯酸酯预聚物、功能填料和助剂按照质量百分比搅拌混合均匀，加入一定配比的光引发剂、交联剂和终止剂，搅拌混合均匀，获得耐低温光固化3D打印材料。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明制备的光固化3D打印材料具有耐低温(-196℃)，韧性好，收缩率低，工艺简单，成本低，固化光源适用性广，固化时间快的特点，可用于多种不同型号的打印机。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于说明本发明，并不限制本发明的保护范围。

实施例1

该光固化3D打印材料按重量百分比包括以下组分：30％耐低温环氧树脂、40％聚氨酯甲基丙烯酸酯预聚物、5％安息香二甲醚、10％二氨基二苯基甲烷、2％亚硝酸钠、8％氢氧化铝、5％氨丙基三乙氧基硅烷。所涉及的光固化3D打印材料制备方法是把耐低温环氧树脂、聚氨酯丙烯酸酯预聚物、氢氧化铝按照质量百分比搅拌混合均匀，加入一定配比的安息香二甲醚、交二氨基二苯基甲烷和亚硝酸钠，搅拌混合均匀，获得耐低温光固化3D打印材料。

实施例2

该光固化3D打印材料按重量百分比包括以下组分：40％耐低温环氧树脂、20％聚甲基丙烯酸酯预聚物、15％二苯甲酮、10％三乙醇胺、1％对苯二酚、9％氧化镁、5％乙二醇二缩水甘油醚。所涉及的光固化3D打印材料制备方法是把耐低温环氧树脂、聚甲基丙烯酸酯预聚物、氧化镁按照质量百分比搅拌混合均匀，加入一定配比的二苯甲酮、三乙醇胺和对苯二酚，搅拌混合均匀，获得耐低温光固化3D打印材料。

实施例3

该光固化3D打印材料按重量百分比包括以下组分：50％耐低温环氧树脂、30％环氧丙烯酸酯预聚物、2％二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐、8％二氨基二苯基甲烷、0.5％对苯二酚、3.5％钛白粉、6％乙二醇二缩水甘油醚。所涉及的光固化3D打印材料制备方法是把耐低温环氧树脂、环氧丙烯酸酯预聚物、钛白粉按照质量百分比搅拌混合均匀，加入一定配比的二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐、二氨基二苯基甲烷和对苯二酚，搅拌混合均匀，获得耐低温光固化3D打印材料。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管已经用一般性说明及具体实施方案对本发明进行了详细说明，但对于本领域的技术人员来说，在本发明基础上，在不脱离本发明精神的前提下，还可以做出若干修改、改进或等同替换。所做的所有修改、改进、等同替换等，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种耐低温光固化3D打印材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分：10～50％耐低温环氧树脂、10～50％丙烯酸酯预聚物、0.01～15％光引发剂、5～20％交联剂、0.01～3％终止剂、1～20％功能填料、5～20％稀释剂。

2.根据权利要求1所述的一种耐低温光固化3D打印材料，其特征在于：所述耐低温环氧树脂为聚醚改性双酚A型环氧树脂，优选环氧当量在40～700之间的聚醚改性双酚A型环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的一种耐低温光固化3D打印材料，其特征在于：所述丙烯酸酯预聚物，选自聚氨酯甲基丙烯酸酯预聚物、聚酯丙烯酸酯预聚物、环氧丙烯酸树脂预聚物，聚合度为5～200。

4.根据权利要求1所述的一种耐低温光固化3D打印材料，其特征在于：所述的光引发剂选自烷基苯酮类化合物、二苯甲酮类化合物、硫杂蒽酮类化合物、安息香二甲醚、碘鎓盐和硫鎓盐中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种耐低温光固化3D打印材料，其特征在于：所述的交联剂为环氧树脂的氨类交联剂，选自二亚乙基三胺、三乙醇胺、DMP-30、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种耐低温光固化3D打印材料，其特征在于：所述的终止剂为亚硝酸钠和对苯二酚中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种耐低温光固化3D打印材料，其特征在于：所述的功能填料作用在于提高3D打印材料的韧性、增加强度，包括橡胶粒子、氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、氢氧化镁、碳酸钙、钛白粉中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种耐低温光固化3D打印材料，其特征在于：所述的稀释剂为氨丙基三乙氧基硅烷、乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种耐低温光固化3D打印材料，其特征在于：固化光源为波长为300～400nm的紫外光源。