CN106867203A - 一种3d打印树脂用调色剂及其制备方法 - Google Patents

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房大维
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单炜军
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Abstract

本发明公开一种3D打印树脂用调色剂，包括以下原料按重量份配比制成：树脂10‑50份、抗氧剂1‑5份、光引发剂1‑3份、紫外线吸收剂1‑5份、颜料1‑10份、分散剂10‑50份、反应助剂0.1‑0.3份。解决现有3D打印树脂在加工和使用过程中，尤其是在户外使用，颜色容易褪变的问题。具有工艺简单，易操作，环境污染小等优点。

Description

一种3D打印树脂用调色剂及其制备方法
技术领域
本发明属于化工颜料领域，尤其涉及一种3D打印树脂用调色剂及其制备方法。
背景技术
3D打印技术是一种新兴的快速成型技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术，即以数字模型为基础，通过金属粉末以及塑料等可粘合材料，通过逐层叠加的方式来生成三维实体的技术，3D打印凭借其空间利用率高、生产效率高、周期短、材料利用率高、精密度高等优点，在全球掀起了发展热潮并得到广泛的应用，然而，随着3D打印技术应用领域的迅猛扩大，单一的颜色已经不能满足市场发展需求，为了使制品美观、富于竟争力、往往需要着色，塑料颜料的基本功能，是赋于塑料各种颜色。塑料着色剂应能经受塑料加工成型中各项工艺条件，以制成特定色泽的塑料制品。在当今激烈市场竞争中，产品外观成为吸引人们购买欲望的重要因素，因此，颜料应当有良好的色彩性能、耐热性和易分散性。然而着色的3D打印树脂在加工和使用过程中，尤其是在户外使用，颜色容易褪变，有时甚至变得面目全非，影响使用的价值，为了增加塑料产品的商品价值，目前已从单纯追求美观，发展到对着色产品稳定性，高性能和安全性等提出了更高的要求。
发明内容
本发明目的是提供一种3D打印树脂用调色剂及其制备方法，解决现有3D打印树脂在加工和使用过程中，尤其是在户外使用，颜色容易褪变的问题。
本发明采用的技术方案为：
一种3D打印树脂用调色剂，包括以下原料按重量份配比制成：树脂10-50份、抗氧剂1-5份、光引发剂1-3份、紫外线吸收剂1-5份、颜料1-10份、分散剂10-50份、反应助剂0.1-0.3份。
所述的一种3D打印树脂用调色剂，所述树脂为环氧丙烯酸树脂和/或聚氨酯丙烯酸酯。
所述的一种3D打印树脂用调色剂，所述抗氧剂为受阻酚类化合物和/或胺类化合物，所述受阻酚类化合物为2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚。
所述的一种3D打印树脂用调色剂，所述光引发剂为2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦和/或苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。
所述的一种3D打印树脂用调色剂，所述紫外线吸收剂为水杨酸酯类化合物，所述水杨酸酯类化合物为水杨酯苯酯。
所述的一种3D打印树脂用调色剂，所述颜料为有机颜料或无机颜料。
所述的一种3D打印树脂用调色剂，所述分散剂为P12和A-B型嵌段共聚物。
所述的一种3D打印树脂用调色剂，所述反应助剂为1-戊基-3-甲基咪唑高铼酸盐、1-戊基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体中的一种或两种以上组合。
一种所述3D打印树脂用调色剂的制备方法，包括如下步骤：
1)在第一溶解釜中加入分散剂和颜料，搅拌均匀；
2)在第二溶解釜中加入树脂和抗氧剂，将步骤1)中分散完成的颜料加入第二溶解釜中，控制反应温度为50-80℃，搅拌均匀；
3)向第二溶解釜中缓慢加入光引发剂、紫外线吸收剂、反应助剂，升温至80-100℃，搅拌均匀；加热0.5-1小时后，停止加热，降温，得目标产物。
一种所述3D打印树脂在3D打印机中的应用。
本发明具有以下有益效果：
本发明生产工艺简单，易操作，环境污染小等优点，而所有原料按照本发明中的重量份配比制成的彩色树脂材料，产品着色稳定性高、耐候性、耐光性、耐酸碱性、耐迁移性与其他彩色树脂相比有优异的性能，进一步解决多彩色3D打印树脂造价高的问题从而使得我国多彩色3D打印树脂不再依赖于进口，具有重大的科学意义和应用价值。
具体实施方式
应说明的是：以下实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已经进行了详细的说明，但是，本领域的技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
一种3D打印树脂用调色剂，由以下原料按重量份配比制成：
其制备方法为：
1)在第一溶解釜中加入P12，A-B型嵌段共聚物和颜料，搅拌均匀；
2)在第二溶解釜中加入环氧丙烯酸树脂，2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚，将1)中分散完成的颜料取1-10份加入环氧丙烯酸树脂中，控制反应温度为50-80℃，搅拌均匀；
3)缓慢加入2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、水杨酯苯酯、1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体，升温至80-100℃，搅拌均匀；加热0.5小时后，停止加热，降温，得目标产物。
实施例1、一种3D打印树脂用的酞青蓝
(一)由以下原料按重量份配比制成：环氧丙烯酸树脂10份，2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚1份，2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦1份，水杨酯苯酯1份，酞青蓝颜料1份，P12和A-B型嵌段共聚物10份，1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体0.1份。
(二)制备方法
1)在第一溶解釜中加入P12，A-B型嵌段共聚物和酞青蓝颜料，搅拌均匀；
2)在第二溶解釜中加入环氧丙烯酸树脂，2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚，将步骤1)中分散完成的颜料取1份加入环氧丙烯酸树脂中，控制反应温度为50℃，搅拌均匀；
3)缓慢加入2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、水杨酯苯酯、1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体，升温至80℃，搅拌均匀；加热0.5小时后，停止加热，降温，得目标产物。
(三)检测结果
产物为透明蓝色粘稠液体，密度:1.10-1.15g/cm3，固化前沸点:>100℃，固化前闪点:>100℃，固化前粘度:630-750CPS(25℃)。
(四)应用
将所制备的3D打印用光固化蓝色树脂注入打印机的液槽中，待其液面自然流平后，开始打印操作即可。本树脂打印出的产品，质地饱满，色彩鲜艳，表面细腻、无拉丝现象，具有良好的弹性，产品着色稳定性高、耐候性、耐光性、耐酸碱性、耐迁移性好。
实施例2、一种3D打印树脂用的永固红
(一)由以下原料按重量份配比制成：环氧丙烯酸树脂30份，2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚3份，2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦2份、水杨酯苯酯3份，永固红颜料5份，P12和A-B型嵌段共聚物30份，1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体0.2份。
(二)制备方法
1)在第一溶解釜中加入P12，A-B型嵌段共聚物和永固红颜料，搅拌均匀；
2)在第二溶解釜中加入环氧丙烯酸树脂，2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚，将步骤1)中分散完成的颜料取5份加入环氧丙烯酸树脂中，控制反应温度为60℃，搅拌均匀；
3)缓慢加入2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、水杨酯苯酯、1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体，升温至90℃，搅拌均匀；加热0.5小时后，停止加热，降温，得目标产物。
(三)检测结果
产物为透明红色粘稠液体，密度:1.10-1.15g/cm3，固化前沸点:>100℃，固化前闪点:>100℃，固化前粘度:630-750CPS(25℃)。
(四)应用
将所制备的3D打印用光固化红色树脂注入打印机的液槽中，待其液面自然流平后，开始打印操作即可。本树脂打印出的产品，质地饱满，色彩鲜艳，表面细腻、无拉丝现象，具有良好的弹性，产品着色稳定性高、耐候性、耐光性、耐酸碱性、耐迁移性好。
实施例3、一种3D打印树脂用的铬钛黄
(一)由以下原料按重量份配比制成：环氧丙烯酸树脂40份，2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚4份，2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦2份、水杨酯苯酯4份，P12和A-B型嵌段共聚物40份，铬钛黄颜料8份，1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体0.2份。
(一)制备方法
1)在第一溶解釜中加入P12，A-B型嵌段共聚物和铬钛黄颜料，搅拌均匀；
2)在第二溶解釜中加入环氧丙烯酸树脂，2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚，将步骤1)中分散完成的颜料取8份加入环氧丙烯酸树脂中，控制反应温度为70℃，搅拌均匀；
3)缓慢加入2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、水杨酯苯酯、1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体，升温至90℃，搅拌均匀；加热0.5小时后，停止加热，降温，得目标产物。
(三)检测结果
产物为透明黄色粘稠液体，密度:1.10-1.15g/cm3，固化前沸点:>100℃，固化前闪点:>100℃，固化前粘度:630-750CPS(25℃)。
(四)应用
将所制备的3D打印用光固化黄色树脂注入打印机的液槽中，待其液面自然流平后，开始打印操作即可。本树脂打印出的产品，质地饱满，色彩鲜艳，表面细腻、无拉丝现象，具有良好的弹性，产品着色稳定性高、耐候性、耐光性、耐酸碱性、耐迁移性好。
实施例4、一种3D打印树脂用的色素炭黑
(一)由以下原料按重量份配比制成：环氧丙烯酸树脂50份，2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚5份，2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦3份，水杨酯苯酯5份，P12和A-B型嵌段共聚物50份，色素炭黑颜料10份，1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体0.3份。
(二)制备方法
1)在第一溶解釜中加入P12，A-B型嵌段共聚和色素炭黑颜料，搅拌均匀；
2)在第二溶解釜中加入环氧丙烯酸树脂，2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚，将步骤1)中分散完成的颜料取10份加入环氧丙烯酸树脂中，控制反应温度为80℃，搅拌均匀；
3)缓慢加入2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦3份、水杨酯苯酯、1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体，升温至100℃，搅拌均匀；加热0.5小时后，停止加热，降温，得目标产物。
(三)检测结果
产物为透明黑色粘稠液体，密度:1.10-1.15g/cm3，固化前沸点:>100℃，固化前闪点:>100℃，固化前粘度:630-750CPS(25℃)。
(四)应用
将所制备的3D打印用光固化黑色树脂注入打印机的液槽中，待其液面自然流平后，开始打印操作即可。本树脂打印出的产品，质地饱满，色彩鲜艳，表面细腻、无拉丝现象，具有良好的弹性，产品着色稳定性高、耐候性、耐光性、耐酸碱性、耐迁移性好。

Claims (10)

1.一种3D打印树脂用调色剂，其特征在于，包括以下原料按重量份配比制成：树脂10-50份、抗氧剂1-5份、光引发剂1-3份、紫外线吸收剂1-5份、颜料1-10份、分散剂10-50份、反应助剂0.1-0.3份。
2.如权利要求1所述的一种3D打印树脂用调色剂，其特征在于，所述树脂为环氧丙烯酸树脂和/或聚氨酯丙烯酸酯。
3.如权利要求1所述的一种3D打印树脂用调色剂，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类化合物和/或胺类化合物，所述受阻酚类化合物为2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚。
4.如权利要求1所述的一种3D打印树脂用调色剂，其特征在于，所述光引发剂为2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦和/或苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。
5.如权利要求1所述的一种3D打印树脂用调色剂，其特征在于，所述紫外线吸收剂为水杨酸酯类化合物，所述水杨酸酯类化合物为水杨酯苯酯。
6.如权利要求1所述的一种3D打印树脂用调色剂，其特征在于，所述颜料为有机颜料或无机颜料。
7.如权利要求1所述的一种3D打印树脂用调色剂，其特征在于，所述分散剂为P12和A-B型嵌段共聚物。
8.如权利要求1所述的一种3D打印树脂用调色剂，其特征在于，所述反应助剂为1-戊基-3-甲基咪唑高铼酸盐、1-戊基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙烯基-3-己基咪唑铼离子液体中的一种或两种以上组合。
9.一种如权利要求1所述3D打印树脂用调色剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在第一溶解釜中加入分散剂和颜料，搅拌均匀；
2)在第二溶解釜中加入树脂和抗氧剂，将步骤1)中分散完成的颜料加入第二溶解釜中，控制反应温度为50-80℃，搅拌均匀；
3)向第二溶解釜中缓慢加入光引发剂、紫外线吸收剂、反应助剂，升温至80-100℃，搅拌均匀；加热0.5-1小时后，停止加热，降温，得目标产物。
10.一种如权利要求1-8所述3D打印树脂在3D打印机中的应用。
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