CN108559037A - 一种纳米改性的3d打印光敏树脂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纳米改性的3D打印光敏树脂及其制备方法和应用，3D打印光敏树脂按质量百分比计包括如下组分：低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％，该配方使纳米颗粒与树脂得到了均匀融合，纳米无机材料的使用使打印材料的质感得到起升，并且在机械性能获得了提高，提高了产品的实用性，并且本发明的3D打印材料生产成本适中，生产过程简单，易于工业化生产。

Description

一种纳米改性的3D打印光敏树脂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于3D打印材料领域，涉及一种纳米改性的3D打印光敏树脂，还涉及该光敏树脂的制备方法和应用。
背景技术
目前使用感光聚合材料(主要是光敏树脂)作为打印材料的3D打印技术主要有：立体光刻快速成型SLA，DLP投影式三维打印工艺，连续无分层液体界面提取技术CLIP，微滴喷射(Inkjet)和双光子聚合光固化成形。
目前常见的光敏树脂分为两大类，丙烯酸酯类和环氧树脂类。而丙烯酸酯类的光敏树脂在光照下，引发剂产生自由基，引发自由基聚合反应形成高分子长链。由于其反应速度快，所需的固化时间较短，成本低等优势而被广泛使用。但是自由基聚合反应受到氧气的影响：自由基会与空气中的氧气发生反应，从而被消耗，导致聚合反应受阻。宏观表现为，光敏树脂固化后的表层没有完全固化，手感黏腻，不仅影响产品的质感也大大降低了产品的精度。
因此，急需一种改性的3D打印光敏树脂，克服现有技术中光敏树脂固化后手感粘腻，精度不够，材料性能达不到预期效果的缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种纳米改性的3D打印光敏树脂；本发明的目的之二在于提供所述纳米改性的3D打印光敏树脂的制备方法；本发明的目的之三在于提供所述纳米改性的3D打印光敏树脂在作为3D打印材料中的应用。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种纳米改性的3D打印光敏树脂，按质量百分比计包括如下组分：低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％。
本发明优选的，所述低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯的平均数均分子量700的质量百分比为5～40％，平均数均分子量575的质量百分比为5～30％。
本发明优选的，所述功能性纳米颗粒为碳纳米管、锐钛型TiO2和纳米氧化锆颗粒中的至少一种。
本发明优选的，所述功能性纳米颗粒的直径为15～25nm。
本发明优选的，所述抗氧化剂为硫代二丙酸双十八醇酯、季戊四醇和硫代二丙酸二月松脂中的一种。
本发明优选的，所述引发剂为光引发剂819。
2、所述纳米改性的3D打印光敏树脂的制备方法，将低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯；功能性纳米颗粒；抗氧化剂和引发剂均匀混合，用冷冻球磨机在转速为300～500rpm条件下研磨。
3、所述纳米改性的3D打印光敏树脂在作为3D打印材料中的应用。
本发明的有益效果在于：本发明公开了一种纳米改性的3D打印光敏树脂，该配方使纳米颗粒与树脂得到了均匀融合，纳米无机材料的使用使打印材料的质感得到起升，并且在机械性能，防尘性以及抗菌性均获得了提高，提高了产品的实用性。解决当前DLP技术，在3D打印成型过程中有产品手感粘腻的缺陷，打印平台和树脂槽底部由于之前固化的树脂而难以剥离的问题，从而大大提高了DLP打印技术的精度。并且本发明的3D打印材料生产成本适中，生产过程简单，易于工业化生产。
附图说明
图1是不同配方下3D打印成品的表面精度结果(A：未改性配方；B：实施例1配方；C：实施例2配方)。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
一种纳米改性的3D打印光敏树脂，按照质量百分比计，各组分配比如下：
将上述材料按照如上质量百分比进行配比混合后，加入可控低温行星式球磨机在5～10℃，转速为300～500rpm下研磨2小时制备混合料即可。
实施例2
一种纳米改性的3D打印光敏树脂，按照质量百分比计，各组分配比如下：
将上述材料按照如上质量百分比进行配比混合后，加入可控低温行星式球磨机在5～10℃，转速为300～500rpm下研磨2小时制备混合料即可。
将制得的纳米改性的3D打印光敏树脂作为3D打印原料，然后检测产品性能，同时以未改性配方最为对照(未改性配方同实例1，但未添加任何纳米颗粒)，结果如表1所示：
表1.纳米改性的3D打印光敏树脂产品性能
性能 未改性配方 实施例1 实施例2
完全固化时间/s 90 55 50
冲击强度/J/M 130 360 410
拉伸强度/MPa 8.12 10.05 12.32
断裂伸长率/％ 17 45 58
结果显示，使用本发明制得的纳米改性的3D打印光敏树脂固化时间缩短，冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率均显著增加，结果表明本发明制得的纳米改性的3D打印光敏树脂的产品性能得到提高。
不同配方下3D打印成品，结果如图1所示。结果显示，使用本发明配方进行3D打印的成品表面更光滑，表明表面精度更好。
本发明中，低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％均可解决手感粘腻和精度问题。优选的，低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯的平均数均分子量700的质量百分比为5～40％，平均数均分子量575的质量百分比为5～30％。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种纳米改性的3D打印光敏树脂，其特征在于，按质量百分比计包括如下组分：低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯10％～70％；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20～40％，甲基丙烯酸甲酯2～10％；功能性纳米颗粒2～20％；抗氧化剂0.5～5％和引发剂2～5％。
2.根据权利要求1所述一种纳米改性的3D打印光敏树脂，其特征在于：所述低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯的平均数均分子量700的质量百分比为5～40％，平均数均分子量575的质量百分比为5～30％。
3.根据权利要求1所述一种纳米改性的3D打印光敏树脂，其特征在于：所述功能性纳米颗粒为碳纳米管、锐钛型TiO2和纳米氧化锆颗粒中的至少一种。
4.根据权利要求1所述一种纳米改性的3D打印光敏树脂，其特征在于：所述功能性纳米颗粒的直径为15～25nm。
5.根据权利要求1所述一种纳米改性的3D打印光敏树脂，其特征在于：所述抗氧化剂为硫代二丙酸双十八醇酯、季戊四醇和硫代二丙酸二月松脂中的一种。
6.根据权利要求1所述一种纳米改性的3D打印光敏树脂，其特征在于：所述引发剂为光引发剂819。
7.权利要求1～6任一项所述纳米改性的3D打印光敏树脂的制备方法，其特征在于：将低分子量共聚单体聚乙二醇二丙烯酸酯；活性共聚单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯；功能性纳米颗粒；抗氧化剂和引发剂均匀混合，用冷冻球磨机在转速为300～500rpm条件下研磨。
8.权利要求1～6任一项所述纳米改性的3D打印光敏树脂在作为3D打印材料中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109486162A (zh) * 2018-11-16 2019-03-19 福州万象三维电子科技有限公司 可降解3d打印材料及其制备方法
CN109810514A (zh) * 2019-01-28 2019-05-28 中国科学院兰州化学物理研究所 一种光固化辅助直书写3d打印硅橡胶墨水及其制备方法和一种三维结构硅橡胶

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104292400A (zh) * 2014-09-22 2015-01-21 南京航空航天大学 一种碳纳米管增强的光固化三维打印材料及其制备方法
CN104710548A (zh) * 2014-01-03 2015-06-17 刘毓海 一种3d打印用核心材料
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 (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104710548A (zh) * 2014-01-03 2015-06-17 刘毓海 一种3d打印用核心材料
CN104710573A (zh) * 2014-01-03 2015-06-17 刘毓海 一种3d打印材料的制备方法
CN104292400A (zh) * 2014-09-22 2015-01-21 南京航空航天大学 一种碳纳米管增强的光固化三维打印材料及其制备方法
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

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109486162A (zh) * 2018-11-16 2019-03-19 福州万象三维电子科技有限公司 可降解3d打印材料及其制备方法
CN109810514A (zh) * 2019-01-28 2019-05-28 中国科学院兰州化学物理研究所 一种光固化辅助直书写3d打印硅橡胶墨水及其制备方法和一种三维结构硅橡胶
CN109810514B (zh) * 2019-01-28 2020-04-17 中国科学院兰州化学物理研究所 一种光固化辅助直书写3d打印硅橡胶墨水及其制备方法和一种三维结构硅橡胶

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