CN110078874A - 一种用于3d打印的生物基光敏树脂组合物 - Google Patents

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方烽娜
董婧靓
夏立文
李治全
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    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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Abstract

本发明提供了一种用于3D打印的生物基光敏树脂组合物。主体生物基树脂结构中既含有可进行自由基光固化的丙烯酸酯基团，也含有可进行阳离子光固化的环氧基团，在辐照下可同时发生自由基‑阳离子混杂光固化，在解决石油基光固化树脂产品降解困难，对环境造成严重污染等问题的同时，兼顾自由基/阳离子混杂光固化带来的固化材料体积收缩率低、物理机械性能优异的优点，该组合物能够应用于DLP型3D打印设备。

Description

一种用于3D打印的生物基光敏树脂组合物
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种生物基光敏树脂组合物的组成及其在3D打印中的应用。
背景技术
3D打印被认为是近20年制造技术领域的一次重大突破，目前该技术已在航空航天、工业设计、生物医疗、汽车、食品、建筑等领域得到广泛应用。目前3D打印技术主要分为熔融沉积快速成型FDM(Fused Deposition Modeling)、选择性激光烧结SLS(SelectedLaser Sintering)、三维打印3DP(Three Dimensional Printing)、立体光刻成型SLA(Stereolithography)和数字光处理技术DLP(Digital Light Procession)，其中以光固化为加工原理、以光敏树脂为打印材料的光固化3D打印技术是发展最早期、技术最成熟的一门技术。其原理主要是利用一定波长的光，选择性辐照液态光敏树脂使其发生光固化交联反应，以此方式层层加固，直至最终成品的完成，具有打印分辨率高、打印速度快和材料易于功能化等优点。
随着光固化3D打印技术的飞速发展，光敏树脂的市场需求量与日俱增。一般可用于光固化3D打印的光敏树脂需满足黏度小、光敏性好、一次固化程度高、固化收缩率小、储存稳定性好等条件。当前DLP用光敏树脂主要基于石化产品。但石化产品的开采及使用易造成较为严重的环境污染。此外，传统树脂产品由于降解困难，若处理不当，废旧的成型产品将对环境造成严重污染。采用生物基材料取代石化材料可有效解决石化产品的经济和环境问题，实现可持续发展。生物基材料是指利用可再生物质通过生物、化学以及物理等方法制造的一类新材料，具有来源广泛、成本低廉、可再生、无环境污染、可生物降解等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于光固化3D打印的生物基光敏树脂组合物，主体树脂结构中既含有可进行自由基光固化的丙烯酸酯基团，也含有可进行阳离子光固化的环氧基团，该类生物基光敏树脂在辐照下同时发生自由基-阳离子混杂光固化，可用于光固化3D打印。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种光固化3D打印的生物基光敏树脂组合物，其特征在于：包括质量百分数为30％-50％自由基活性稀释剂，质量百分数为50-80％的生物基树脂，质量百分数为0.1％-10％自由基/阳离子组合光引发剂。
所述自由基活性稀释剂选自(甲基)丙烯酸酯类化合物中的一种或两种以上的组合：(甲基)丙烯酸烷酯，(甲基)丙烯酸羟基酯，(聚)亚烷基二醇的(甲基)丙烯酸酯，三元以上多元醇的(甲基)丙烯酸酯或其二羧酸改性物，环氧丙烯酸酯，聚氨酯(甲基)丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，末端羟基化聚合物的(甲基)丙烯酸酯，脲烷树脂、硅氧烷树脂、螺烷树脂等低聚树脂的(甲基)丙烯酸酯。
所述生物基树脂以三嗪环为中心结构，侧基既含有丙烯酸酯基团，也含有环氧基团，其结构通式如下式(I)所示：
式(I)中R为
或
所述自由基/阳离子组合光引发剂，其中自由基光引发剂选自二烷氧基苯乙酮类、α-羟烷基苯酮类、α-胺烷基苯酮类、酰基膦氧化物、二苯甲酮类、苯偶姻类、苯偶酰类、杂环芳酮类、肟酯类光引发剂中一种或两种以上的组合。其中阳离子光引发剂选自芳基重氮盐、碘鎓盐、硫鎓盐、芳基茂铁盐中的一种或两种以上的组合。
本发明的优越性为：本发明提供了一种光固化3D打印的生物基光敏树脂组合物，在解决石油基光固化树脂产品降解困难，将对环境造成严重污染等问题的同时，兼顾自由基/阳离子混杂光固化带来的固化材料体积收缩率低、物理机械性能优异的优点，该组合物能够应用于DLP型3D打印设备。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1为本发明实施例1中3D打印所成型结构的数码照片图
图2为本发明实施例2中3D打印所成型结构的数码照片图
具体实施方式
实施例1
用于3D打印的生物基光敏树脂组合物：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20％、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯30％、生物基光敏树脂45％、二苯基碘鎓盐3％、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦2％。
光敏树脂组合物的制造工艺为：现将光引发剂加入到活性稀释剂中，然后在40-60℃的油浴中将光引发剂溶解至透明，最后加入生物基树脂，搅拌混合1-2小时即可。
该液态生物基光敏树脂组合物，在温度25℃时粘度为185mpa·s，流平性好，采用405nm的LED光源，可以实现5-10s完全固化。
实施例2
用于3D打印的生物基光敏树脂组合物：丙烯酸羟乙酯10％、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯35％、生物基光敏树脂50％、异丙基芳茂铁盐2％、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦3％。
光敏树脂组合物的制造工艺为：现将光引发剂加入到活性稀释剂中，然后在40-60℃的油浴中将光引发剂溶解至透明，最后加入生物基树脂，搅拌混合1-2小时即可。
该液态生物基光敏树脂组合物，在温度25℃时粘度为215mpa·s，流平性好，采用405nm的LED光源，可以实现5-10s完全固化。
实施例3
用于3D打印的生物基光敏树脂组合物：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15％、乙氧基化二缩三丙二醇二丙烯酸酯30％、生物基光敏树脂55％、异丙基芳茂铁盐3％、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦2％。
光敏树脂组合物的制造工艺为：现将光引发剂加入到活性稀释剂中，然后在40-60℃的油浴中将光引发剂溶解至透明，最后加入生物基树脂，搅拌混合1-2小时即可。
该液态生物基光敏树脂组合物，在温度25℃时粘度为236mpa·s，流平性好，采用405nm的LED光源，可以实现5-10s完全固化。
实施例4
将液态生物基光敏树脂组合物倒入DLP型3D打印设备的树脂槽，所用光源波长为405nm，调出所要打印的3D模型，打印机自动打印出立体结构。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (4)

1.一种光固化3D打印的生物基光敏树脂组合物，其特征在于：包括质量百分数为30％-50％自由基活性稀释剂，质量百分数为50-80％的生物基树脂，质量百分数为0.1％-10％自由基/阳离子组合光引发剂。
2.所述自由基活性稀释剂选自(甲基)丙烯酸酯类化合物中的一种或两种以上的组合：(甲基)丙烯酸烷酯，(甲基)丙烯酸羟基酯，(聚)亚烷基二醇的(甲基)丙烯酸酯，三元以上多元醇的(甲基)丙烯酸酯或其二羧酸改性物，环氧丙烯酸酯，聚氨酯(甲基)丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，末端羟基化聚合物的(甲基)丙烯酸酯，脲烷树脂、硅氧烷树脂、螺烷树脂等低聚树脂的(甲基)丙烯酸酯。
3.所述生物基树脂以三嗪环为中心结构，侧基既含有丙烯酸酯基团，也含有环氧基团，其结构通式如下式(I)所示：
式(I)中R为
或
4.所述自由基/阳离子组合光引发剂，其中自由基光引发剂选自二烷氧基苯乙酮类、α-羟烷基苯酮类、α-胺烷基苯酮类、酰基膦氧化物、二苯甲酮类、苯偶姻类、苯偶酰类、杂环芳酮类、肟酯类光引发剂中一种或两种以上的组合。其中阳离子光引发剂选自芳基重氮盐、碘鎓盐、硫鎓盐、芳基茂铁盐中的一种或两种以上的组合。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105131201A (zh) * 2015-09-21 2015-12-09 东莞市盟大塑化科技有限公司 一种uv固化光敏材料及其在光固化3d打印机的应用
CN105669580A (zh) * 2016-01-05 2016-06-15 江南大学 一种含三嗪环的光固化树脂及其制备方法
WO2017058852A1 (en) * 2015-09-29 2017-04-06 Ada Foundation Rapid azeotropic photo-copolymerization of styrene and methacrylate derivatives and uses thereof
CN108003294A (zh) * 2017-12-07 2018-05-08 石狮市川大先进高分子材料研究中心 用于连续液相提拉快速3d打印的纤维素基光固化树脂
CN108587100A (zh) * 2018-05-18 2018-09-28 深圳永昌和科技有限公司 环境及人体友好型植物油基紫外光固化3d打印树脂
CN109694505A (zh) * 2018-12-26 2019-04-30 北京彤程创展科技有限公司 一种含有机酸锌酚醛树脂复合物的橡胶组合物及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105131201A (zh) * 2015-09-21 2015-12-09 东莞市盟大塑化科技有限公司 一种uv固化光敏材料及其在光固化3d打印机的应用
WO2017058852A1 (en) * 2015-09-29 2017-04-06 Ada Foundation Rapid azeotropic photo-copolymerization of styrene and methacrylate derivatives and uses thereof
US20190048116A1 (en) * 2015-09-29 2019-02-14 Ada Foundation Composition-controlled polymers, methods of formation, and uses thereof
CN105669580A (zh) * 2016-01-05 2016-06-15 江南大学 一种含三嗪环的光固化树脂及其制备方法
CN108003294A (zh) * 2017-12-07 2018-05-08 石狮市川大先进高分子材料研究中心 用于连续液相提拉快速3d打印的纤维素基光固化树脂
CN108587100A (zh) * 2018-05-18 2018-09-28 深圳永昌和科技有限公司 环境及人体友好型植物油基紫外光固化3d打印树脂
CN109694505A (zh) * 2018-12-26 2019-04-30 北京彤程创展科技有限公司 一种含有机酸锌酚醛树脂复合物的橡胶组合物及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AKILA IYER，等: "Evaluating brominated thioxanthones as organo‐photocatalysts", 《JOURNAL OF PHYSICAL ORGANIC CHEMISTRY》 *
王冲，等: "DLP型3D打印用巯烯光敏树脂的制备与性能研究", 《影响科学与光化学》 *
闵玉勤，等: "适应3D打印技术的聚合物材料研究进展", 《粘接》 *

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