CN108102277A - 一种3d打印光固化树脂 - Google Patents

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Abstract

一种3D打印光固化树脂，包括质量百分含量为50‑80％环氧树脂，质量百分含量为5‑20％丙烯酸酯预聚体，质量百分含量为10‑40％活性稀释剂，质量百分含量为1‑6％光引发剂，质量百分含量为2‑15％填料，填料为刚性聚硅氧烷，刚性聚硅氧烷笼型结构作为骨架或支撑，从而降低材料的体积收缩率，并且由于其侧基有丙烯酸基团，能均匀分散在主体树脂中，并且与树脂相容性好，提高力学性能，而不会像普通无机填料那样虽然会降低收缩，但由于无机和有机相容性差导致力学性能降低。

Description

一种3D打印光固化树脂
技术领域
本发明涉及光固化树脂技术领域，具体涉及一种3D打印光固化树脂。
技术背景
3D打印技术又称为增材制造技术，是根据所设计的3D模型，通过3D打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术。3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。由于光固化树脂在固化过程中内部分子结构发生变化，产生了固化收缩，从而导致零件发生变形，影响精度。因此，开发一种树脂其固化过程收缩低，对降低零件的变形和提高成型精度具有很大的意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种3D打印光固化树脂，具有低收缩率，提高零件的成型精度。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种3D打印光固化树脂，包括质量百分含量为50-80％环氧树脂，质量百分含量为5-20％丙烯酸酯预聚体，质量百分含量为10-40％活性稀释剂，质量百分含量为1-6％光引发剂，质量百分含量为2-15％填料，填料为刚性聚硅氧烷,其结构为：
刚性聚硅氧烷笼型结构作为骨架或支撑，从而降低材料的体积收缩率，并且由于其侧基有丙烯酸基团，能均匀分散在主体树脂中，并且与树脂相容性好，提高力学性能，而不会像普通无机填料那样虽然会降低收缩，但由于无机和有机相容性差导致力学性能降低。
所述的环氧树脂为芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂或者是它们的任意比例的混合物。
所述的丙烯酸酯预聚体为脂肪族丙烯酸酯、芳香族丙烯酸酯及超支化丙烯酸酯中的两种或三种的任意比例的组合物。
所述的活性稀释剂为3-甲基-3-羟甲基氧杂环、3-羟甲基-1-氧杂环丁烷、2-羟甲基氧杂环丁烷或者它们中的二种或三种的任意比例的组合物。
所述的光引发剂为安息香双甲醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮或三芳基六氟锑酸硫鎓盐、二芳基六氟磷酸碘鎓盐、三芳基六氟磷酸硫鎓盐或二芳基六氟锑酸碘鎓盐。
本发明的有益效果：
本发明采用刚性聚硅氧烷作为填料，能有效降低光固化树脂固化过程中的收缩，使得收缩率在原有配方基础上降低5倍左右，可解决现有光固化树脂在3D打印过程中由收缩而引起的零件的翘曲变形问题，提高力学性能，同时提高了零件的成型精度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细描述。
实施例1
一种3D打印光固化树脂，其中各组分质量百分比分别为：30％双酚A型E-51环氧树脂，20％脂环族环氧树脂，5％1,6-己二醇二丙烯酸酯，5％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，20％3-羟甲基-1-氧杂环丁烷，10％2-羟甲基氧杂环丁烷，5％安息香双甲醚，5％刚性聚硅氧烷。
实施例2
一种3D打印光固化树脂，其中各组分质量百分比分别为：30％双酚A型E-51环氧树脂，30％脂环族环氧树脂，10％1,6-己二醇二丙烯酸酯，5％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，6％3-羟甲基-1-氧杂环丁烷，6％2-羟甲基氧杂环丁烷，5％安息香双甲醚，8％刚性聚硅氧烷。
实施例3
一种3D打印光固化树脂，其中各组分质量百分比分别为：40％双酚A型E-51环氧树脂，30％脂环族环氧树脂，5％1,6-己二醇二丙烯酸酯，5％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，5％3-羟甲基-1-氧杂环丁烷，5％2-羟甲基氧杂环丁烷，5％安息香双甲醚，5％刚性聚硅氧烷。
实施例4
一种3D打印光固化树脂，其中各组分质量百分比分别为：30％双酚A型E-51环氧树脂，30％脂环族环氧树脂，20％氢化双酚A型环氧树脂，5％1,6-己二醇二丙烯酸酯，8％3-羟甲基-1-氧杂环丁烷，5％安息香双甲醚，2％刚性聚硅氧烷。
实施例5
一种3D打印光固化树脂，其中各组分质量百分比分别为：20％双酚A型E-51环氧树脂，20％脂环族环氧树脂,20％氢化双酚A型环氧树脂，10％1,6-己二醇二丙烯酸酯，5％3-羟甲基-1-氧杂环丁烷，5％2-羟甲基氧杂环丁烷，5％安息香双甲醚，15％刚性聚硅氧烷。
对比例
一种3D打印光固化树脂，其中各组分质量百分比分别为：30％双酚A型E-51环氧树脂，30％脂环族环氧树脂，10％1,6-己二醇二丙烯酸酯，5％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，10％3-羟甲基-1-氧杂环丁烷、10％2-羟甲基氧杂环丁烷，5％安息香双甲醚。
将以上对比例和实施例得到的光固化树脂在光固化快速成型机中制作边长为100mm、厚度为2mm的正方体工件，然后根据测量值和实际值差值与实际值的比值作为收缩率，收缩率数据如下表所示：
从上表中可以看出没有加刚性聚硅氧烷填料的光固化树脂收缩率为0.75％，而加了刚性聚硅氧烷的树脂体系的收缩率均有下降，并且当聚硅氧烷含量在15％时，收缩率为0.14％，较未加填料的体系收缩率下降了5倍。

Claims (5)

1.一种3D打印光固化树脂，其特征在于：包括质量百分含量为50-80％环氧树脂，质量百分含量为5-20％丙烯酸酯预聚体，质量百分含量为10-40％活性稀释剂，质量百分含量为1-6％光引发剂，质量百分含量为2-15％填料，填料为刚性聚硅氧烷，其结构为：
刚性聚硅氧烷笼型结构作为骨架或支撑，其侧基有丙烯酸基团。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印光固化树脂，其特征在于：所述的环氧树脂为芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂或者是它们的任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印光固化树脂，其特征在于：所述的丙烯酸酯预聚体为脂肪族丙烯酸酯、芳香族丙烯酸酯及超支化丙烯酸酯中的两种或三种的任意比例的组合物。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印光固化树脂，其特征在于：所述的活性稀释剂为3-甲基-3-羟甲基氧杂环、3-羟甲基-1-氧杂环丁烷、2-羟甲基氧杂环丁烷或者它们中的二种或三种的任意比例的组合物。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印光固化树脂，其特征在于：所述的光引发剂为安息香双甲醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮或三芳基六氟锑酸硫鎓盐、二芳基六氟磷酸碘鎓盐、三芳基六氟磷酸硫鎓盐或二芳基六氟锑酸碘鎓盐。
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