CN114516940A - 一种耐高温光固化3d打印树脂材料及制备方法、打印方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温光固化3D打印树脂材料,按照质量份数计,包括如下组分:活性稀释单体15‑25份,耐高温单体30‑40份,聚氨酯丙烯酸酯低聚物40‑55份,光引发剂1‑3份;耐高温单体为三(2‑羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或多种;聚氨酯丙烯酸酯低聚物为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、六官能度聚氨酯丙烯酸酯、三官能度聚碳丙烯酸酯、三官能度酚醛环氧树脂中的一种或多种。本发明耐高温光固化3D打印树脂材料,粘度较低、固化速度快、耐温性优异,力学强度和柔韧性兼顾。本发明还公开了该耐高温光固化3D打印树脂材料的制备方法、打印方法和应用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,尤其涉及一种耐高温光固化3D打印树脂材料及制备方法、打印方法和应用。
背景技术
3D打印技术又可以称作增材制造技术,最早出现在20世纪80年代,是一种集计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、数控成型系统、新材料等先进技术于一体的具有革命性的加工制造技术。基本原理是通过设计、重构三维数字模型,将模型分层切片,利用激光器、电子束和紫外光源等方法将金属粉、陶瓷粉、塑料等材料进行逐层打印堆积,最终叠加成型,打印出实体产品。
经过数十年的发展,3D打印技术已经在生物医疗、航空航天和汽车制造、文创教育等领域取得了飞速的发展。不同3D打印技术的重点应用领域有区别,目前,光固化3D打印因其能获得良好打印美观并兼具一定实用性,具有广阔的发展前景。其采用的材料一般的有环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸树脂等低聚物,丙烯酸酯类、丙烯酰胺类、乙烯基类等活性单体,自由基型、阳离子型和自由基/阳离子混杂型等光引发剂,以及其他诸如增韧剂、消泡剂和流平剂等助剂。其中具有活性官能团的低聚物是光固化树脂配方中最关键的组分之一,决定了光固化后的强度、硬度和耐高温性和耐腐蚀性等各种性能。
目前已有的大多数耐高温光固化树脂主要应用在SLA(立体光刻成型),存在着耐温性、力学强度、柔韧性等性能无法综合兼顾,现有手术导板树脂无法经过医疗高温高压灭菌,只能采用低温灭菌技术灭菌使用,且整个树脂体系的固化反应速率慢,完全固化后收缩大,影响打印件精度和表面状态。中国公开专利文本CN 110724236A和CN 109957213A中虽然都有较好的耐高温性能和力学性能,但韧性不高,不适于打印医用导板,会导致导板在实际使用中发生断裂,严重影响效用,且配方中光引发剂含量较高,会导致过多的毒性物质残留,不适合应用于医疗领域,且配方组分多样,部分组分成本较高,制备工艺相对复杂,无法大规模应用于医疗领域。
发明内容
为了解决上述现有技术的问题,满足光固化3D打印树脂材料在医疗领域中的实际应用,本发明提供一种耐高温光固化3D打印树脂材料及其制备方法、打印方法和应用,本发明的光固化3D打印树脂材料,粘度较低、固化速度快、耐温性优异,力学强度和柔韧性兼顾,可用于DLP打印需要经过高温高压灭菌的医用定制化导板;本发明制备过程简单,原材料易得,有利于工业化生产和制造,降低生产成本。
本发明提供的一种耐高温光固化3D打印树脂材料,按照质量份数计,包括如下组分:活性稀释单体15-25份,耐高温单体30-40份,聚氨酯丙烯酸酯低聚物40-55份,光引发剂1-3份;
所述耐高温单体为三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或多种;
所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、六官能度聚氨酯丙烯酸酯、三官能度聚碳丙烯酸酯、三官能度酚醛环氧树脂中的一种或多种。
优选地,所述耐高温光固化3D打印树脂材料按照质量份数计,包括如下组分:活性稀释单体15-20份,耐高温单体30-35份,聚氨酯丙烯酸酯低聚物45-55份,光引发剂2-3份。
进一步地,所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为具有优异的耐温性、耐老化性和具有优异的柔韧性的两类聚氨酯丙烯酸酯共同搭配,其中耐温性和老化型优异的聚氨酯丙烯酸酯为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、三官能度聚碳丙烯酸酯、三官能度酚醛环氧树脂中的一种或几种,柔韧性优异的聚氨酯丙烯酸酯酯为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的一种或几种
进一步地,所述的二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为4800-8200cps/25℃,二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为8000-10000cps/60℃,二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为30000-65000cps/40℃,二官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为6000-10000cps/25℃,六官能度聚氨酯丙烯酸酯的粘度为20000-40000cps/25℃,三官能度聚碳丙烯酸酯的粘度为20000-45000cps/25℃,三官能度酚醛环氧树脂的粘度为20000-30000cps/25℃。
进一步地,所述活性稀释单体为甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种。
进一步地,所述光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮和1-羟基环已基苯基甲酮中的一种或多种。
本发明还提供了上述的耐高温光固化3D打印树脂材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)在遮光条件下,将所述活性稀释单体和光引发剂搅拌混合至透明,得到混合物A;
(2)将混合物A加热,并向混合物A中加入耐高温单体,搅拌至透明,得到混合物B;
(3)再将所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物加入混合物B中,加热搅拌至透明状态,得到混合物C,此时为最终的耐高温导板树脂体系;
(4)将混合物C在加热过程中机械搅拌,转速控制在500-1000rpm范围,搅拌60-90min,然后取出搅拌均匀的混合物C真空消泡,得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
优选地,步骤(2)-(4)中加热温度为40~60℃。
本发明还提供了上述任意耐高温光固化3D打印树脂材料或上述任意制备方法制备得到的耐高温光固化3D打印树脂材料的3D打印方法,采用波长为385~410nm的紫外光源对所述耐高温光固化3D打印树脂材料进行光固化3D打印。
本发明还提供了上述任意耐高温光固化3D打印树脂材料或上述任意制备方法制备得到的耐高温光固化3D打印树脂材料在制备3D打印医用导板的应用,将医用导板三维模型处理完毕后,采用上述任意耐高温光固化3D打印树脂材料或上述任意制备方法制备得到的耐高温光固化3D打印树脂材料通过光固化3D打印制备得到。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
本发明耐高温光固化3D打印树脂材料,粘度较低、固化速度快、耐温性优异,力学强度和柔韧性兼顾,尤其是加入了耐高温单体和耐温性优异和柔韧性优异的聚氨酯丙烯酸酯低聚物,使得打印件不仅耐温性能优异,可用于DLP打印需要经过高温高压灭菌的医用定制化导板,而且因为加入柔韧性优异的聚氨酯丙烯酸酯,使打印导板的韧性良好,在高温高压灭菌时也不会发生软化变形。同时,本发明耐高温光固化3D打印树脂材料配方是低引发剂含量,具有低毒或者无毒的特点,适用于医疗领域;
本发明提供的3D打印光固化树脂材料的制备方法,制备过程简单,原材料易得,有效缩短产品制造周期,有利于工业化生产和制造,降低生产成本。
本发明耐高温光固化3D打印树脂材料打印出的产品粘度较低、气味低、精度高、耐温性优异、力学强度和柔韧性兼顾,可经过医用高温高压灭菌方式进行灭菌。力学性能测试表明,本发明3D打印测试试样的拉伸强度可达77-81MPa,弯曲强度可达91-102MPa,冲击韧性达到10-12J/m,满足打印医用导板的力学要求;经过实际耐高温测试,在130℃、30min试验条件下,产品表面不发生翘曲变形,不会产生破坏。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明进行描述,这些描述只是进一步解释本发明的特征和优点,并非用于限制本发明的权利要求。本领域普通技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现,因此在没有做出创造性劳动前提下所获得的的其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
本发明所述的耐高温光固化3D打印树脂材料,按照质量份数计,包括如下组分:活性稀释单体15-25份,耐高温单体30-40份,聚氨酯丙烯酸酯低聚物40-55份,光引发剂1-3份。优选,按照质量份数计,包括如下组分:活性稀释单体15-20份,耐高温单体30-35份,聚氨酯丙烯酸酯低聚物45-55份,光引发剂2-3份。
所述活性稀释单体为甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉和环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种;
所述耐高温单体为三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或多种;
所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(粘度为4800-8200cps/25℃)、二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(粘度为8000-10000cps/60℃)、二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(粘度为30000-65000cps/40℃)、二官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯(粘度为6000-10000cps/25℃)、六官能度聚氨酯丙烯酸酯(粘度为20000-40000cps/25℃)、三官能度聚碳丙烯酸酯(粘度为20000-45000cps/25℃)、三官能度酚醛环氧树脂(粘度为20000-30000cps/25℃)中的一种或多种;
所述光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、1-羟基环已基苯基甲酮中的一种或多种。
本发明提供了上述耐高温光固化3D打印树脂材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)在遮光条件下,将所述活性稀释单体和光引发剂搅拌混合至完全透明;
(2)待步骤(1)中的材料体系透明后,在加热条件下,依次加入耐高温单体和聚氨酯丙烯酸酯低聚物搅拌至体系完全透明;
(3)同样在加热条件下,机械搅拌60-90min,控制转速500-1000rpm,分散均匀后进行真空消泡,即得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
步骤(2)-(3)中的加热条件指的是加热至40~60℃。
本发明还提供了上述耐高温光固化3D打印树脂材料的3D打印方法,采用波长为385~410nm的紫外光源对所述耐高温光固化3D打印树脂材料进行光固化3D打印。
实施例 1
一种耐高温光固化3D打印树脂材料,由以下步骤制备而成:
(1)在遮光条件下,分别称取50g N-丙烯酰吗啉(活性稀释单体)和5g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(光引发剂)搅拌混合至完全透明;
(2)待步骤(1)中的材料体系透明后,在加热条件下,依次加入60g三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(耐高温单体)和90g三官能度酚醛环氧树脂(低聚物,粘度20000-30000cps/25℃),搅拌至体系完全透明,待机械搅拌完全均匀后真空消泡,即得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
将所得到的3D打印树脂材料放入DLP型3D打印机的树脂槽中,设置打印模型和参数,打印模型为力学试验模型,其中拉伸试样模型按照《GB/T 1040.2-2006 塑料拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》中规定的1BA型尺寸,弯曲试样模型按照《GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定》中规定的尺寸;打印层厚0.05mm,在波长为405nm,紫外光源功率为6mW/cm2,第一层打印时间10-12s,其余层打印时间1.5-2.0s,得到3D打印力学测试试样,后处理完的物理及力学强度结果见表1。
实施例 2
一种耐高温光固化3D打印树脂材料,由以下步骤制备而成:
(1)在遮光条件下,分别称取50g N-丙烯酰吗啉(活性稀释单体)和5g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(光引发剂)搅拌混合至完全透明;
(2)待步骤(1)中的材料体系透明后,在加热条件下,依次加入60g三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(耐高温单体)和90g六官能度聚氨酯丙烯酸酯(低聚物,粘度20000-40000cps/25℃)搅拌至体系完全透明,待机械搅拌完全均匀后真空消泡,即得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
将所得到的3D打印树脂材料放入DLP型3D打印机的树脂槽中,设置打印模型和参数,打印模型为力学试验模型,其中拉伸试样模型按照《GB/T 1040.2-2006 塑料拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》中规定的1BA型尺寸,弯曲试样模型按照《GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定》中规定的尺寸;打印层厚0.05mm,在波长为405nm,紫外光源功率为6mW/cm2,第一层打印时间10-12s,其余层打印时间1.5-2.0s,得到3D打印力学测试试样,后处理完的物理及力学性能结果见表1。
实施例 3
一种耐高温光固化3D打印树脂材料,由以下步骤制备而成:
(1)在遮光条件下,分别称取50g N-丙烯酰吗啉(活性稀释单体)和5g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(光引发剂)搅拌混合至完全透明;
(2)待步骤(1)中的材料体系透明后,在加热条件下,依次加入60g三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(耐高温单体)和90g三官能度聚碳丙烯酸酯(低聚物,粘度20000-45000cps/25℃)搅拌至体系完全透明,待机械搅拌完全均匀后真空消泡,即得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
将所得到的3D打印树脂材料放入DLP型3D打印机的树脂槽中,设置打印模型和参数,打印模型为力学试验模型,其中拉伸试样模型按照《GB/T 1040.2-2006 塑料拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》中规定的1BA型尺寸,弯曲试样模型按照《GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定》中规定的尺寸;打印层厚0.05mm,在波长为405nm,紫外光源功率为6mW/cm2,第一层打印时间10-12s,其余层打印时间1.5-2.0s,得到3D打印力学测试试样,后处理完的物理及力学性能结果见表1。
实施例 4
一种耐高温光固化3D打印树脂材料,由以下步骤制备而成:
(1)在遮光条件下,分别称取50g N-丙烯酰吗啉(活性稀释单体)和5g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(光引发剂)搅拌混合至完全透明;
(2)待步骤(1)中的材料体系透明后,在加热条件下,依次加入60g三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(耐高温单体)和90g二官能度聚氨酯丙烯酸酯(低聚物,粘度4800-8200cps/25℃)搅拌至体系完全透明,待机械搅拌完全均匀后真空消泡,即得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
将所得到的3D打印树脂材料放入DLP型3D打印机的树脂槽中,设置打印模型和参数,打印模型为力学试验模型,其中拉伸试样模型按照《GB/T 1040.2-2006 塑料拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》中规定的1BA型尺寸,弯曲试样模型按照《GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定》中规定的尺寸;打印层厚0.05mm,在波长为405nm,紫外光源功率为6mW/cm2,第一层打印时间10-12s,其余层打印时间1.5-2.0s,得到3D打印力学测试试样,后处理完的物理及力学性能结果见表1。
实施例 5
一种耐高温光固化3D打印树脂材料,由以下步骤制备而成:
(1)在遮光条件下,分别称取40g N-丙烯酰吗啉(活性稀释单体)和5g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(光引发剂)搅拌混合至完全透明;
(2)待步骤(1)中的材料体系透明后,在加热条件下,依次加入30g三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和40g三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(耐高温单体)
(3)待步骤(2)中的材料体系搅拌透明后,再依次加入60g二官能度聚氨酯丙烯酸酯(低聚物,粘度4800-8200cps/25℃)和30g二官能度聚氨酯丙烯酸酯(低聚物,粘度8000-10000cps/60℃)搅拌至体系完全透明,待机械搅拌完全均匀后真空消泡,即得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
将所得到的3D打印树脂材料放入DLP型3D打印机的树脂槽中,设置打印模型和参数,打印模型为力学试验模型,其中拉伸试样模型按照《GB/T 1040.2-2006 塑料拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》中规定的1BA型尺寸,弯曲试样模型按照《GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定》中规定的尺寸;打印层厚0.05mm,在波长为405nm,紫外光源功率为6mW/cm2,第一层打印时间10-12s,其余层打印时间1.5-2.0s,得到3D打印力学测试试样,后处理完的物理及力学性能结果见表1。
实施例 6
一种耐高温光固化3D打印树脂材料,由以下步骤制备而成:
(1)在遮光条件下,分别称取40g N-丙烯酰吗啉(活性稀释单体)和5g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(光引发剂)搅拌混合至完全透明;
(2)待步骤(1)中的材料体系透明后,在加热条件下,依次加入30g三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和30g三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(耐高温单体)
(3)待步骤(2)中的材料体系搅拌透明后,再依次加入60g二官能度聚氨酯丙烯酸酯(低聚物,粘度4800-8200cps/25℃)和40g二官能度聚氨酯丙烯酸酯(低聚物,粘度8000-10000cps/60℃)搅拌至体系完全透明,待机械搅拌完全均匀后真空消泡,即得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
将所得到的3D打印树脂材料放入DLP型3D打印机的树脂槽中,设置打印模型和参数,打印模型为力学试验模型,其中拉伸试样模型按照《GB/T 1040.2-2006 塑料拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》中规定的1BA型尺寸,弯曲试样模型按照《GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定》中规定的尺寸;打印层厚0.05mm,在波长为405nm,紫外光源功率为6mW/cm2,第一层打印时间10-12s,其余层打印时间1.5-2.0s,得到3D打印力学测试试样,后处理完的物理及力学性能结果见表1。
实施例 7
一种耐高温光固化3D打印树脂材料,由以下步骤制备而成:
(1)在遮光条件下,分别称取40g N-丙烯酰吗啉(活性稀释单体)和5g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(光引发剂)搅拌混合至完全透明;
(2)待步骤(1)中的材料体系透明后,在加热条件下,依次加入30g三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和40g三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(耐高温单体)
(3)待步骤(2)中的材料体系搅拌透明后,再依次加入60g二官能度聚氨酯丙烯酸酯(低聚物,粘度4800-8200cps/25℃)和30g二官能度聚氨酯丙烯酸酯(低聚物,粘度30000-65000cps/40℃)搅拌至体系完全透明,待机械搅拌完全均匀后真空消泡,即得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
将所得到的3D打印树脂材料放入DLP型3D打印机的树脂槽中,设置打印模型和参数,打印模型为力学试验模型,其中拉伸试样模型按照《GB/T 1040.2-2006 塑料拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》中规定的1BA型尺寸,弯曲试样模型按照《GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定》中规定的尺寸;打印层厚0.05mm,在波长为405nm,紫外光源功率为6mW/cm2,第一层打印时间10-12s,其余层打印时间1.5-2.0s,得到3D打印力学测试试样,后处理完的物理及力学性能结果见表1。
实施例8
一种耐高温光固化3D打印树脂材料,由以下步骤制备而成:
(1)在遮光条件下,分别称取40g N-丙烯酰吗啉(活性稀释单体)和5g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(光引发剂)搅拌混合至完全透明;
(2)待步骤(1)中的材料体系透明后,在加热条件下,依次加入30g三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和30g三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(耐高温单体)
(3)待步骤(2)中的材料体系搅拌透明后,再依次加入60g二官能度聚氨酯丙烯酸酯(低聚物,粘度4800-8200cps/25℃)和40g二官能度聚氨酯丙烯酸酯(低聚物,粘度30000-65000cps/40℃)搅拌至体系完全透明,待机械搅拌完全均匀后真空消泡,即得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
将所得到的3D打印树脂材料放入DLP型3D打印机的树脂槽中,设置打印模型和参数,打印模型为力学试验模型,其中拉伸试样模型按照《GB/T 1040.2-2006 塑料拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》中规定的1BA型尺寸,弯曲试样模型按照《GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定》中规定的尺寸;打印层厚0.05mm,在波长为405nm,紫外光源功率为6mW/cm2,第一层打印时间10-12s,其余层打印时间1.5-2.0s,得到3D打印力学测试试样,后处理完的物理及力学性能结果见表1。
Claims (10)
1.一种耐高温光固化3D打印树脂材料,其特征在于,按照质量份数计,包括如下组分:活性稀释单体15-25份,耐高温单体30-40份,聚氨酯丙烯酸酯低聚物40-55份,光引发剂1-3份;
所述耐高温单体为三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或多种;
所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、六官能度聚氨酯丙烯酸酯、三官能度聚碳丙烯酸酯、三官能度酚醛环氧树脂中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温光固化3D打印树脂材料,其特征在于,按照质量份数计,包括如下组分:活性稀释单体15-20份,耐高温单体30-35份,聚氨酯丙烯酸酯低聚物45-55份,光引发剂2-3份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温光固化3D打印树脂材料,其特征在于,所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为具有优异的耐温性、耐老化性和具有优异的柔韧性的两类聚氨酯丙烯酸酯共同搭配,其中耐温性和老化型优异的聚氨酯丙烯酸酯为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、三官能度聚碳丙烯酸酯、三官能度酚醛环氧树脂中的一种或几种,柔韧性优异的聚氨酯丙烯酸酯酯为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的耐高温光固化3D打印树脂材料,其特征在于,所述的二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为4800-8200cps/25℃,二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为8000-10000cps/60℃,二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为30000-65000cps/40℃,二官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为6000-10000cps/25℃,六官能度聚氨酯丙烯酸酯的粘度为20000-40000cps/25℃,三官能度聚碳丙烯酸酯的粘度为20000-45000cps/25℃,三官能度酚醛环氧树脂的粘度为20000-30000cps/25℃。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温光固化3D打印树脂材料,其特征在于,所述活性稀释单体为甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温光固化3D打印树脂材料,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、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮和1-羟基环已基苯基甲酮中的一种或多种。
7.权利要求1-6任意一项所述的耐高温光固化3D打印树脂材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)在遮光条件下,将所述活性稀释单体和光引发剂搅拌混合至透明,得到混合物A;
(2)将混合物A加热,并向混合物A中加入耐高温单体,搅拌至透明,得到混合物B;
(3)再将所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物加入混合物B中,加热搅拌至透明状态,得到混合物C,此时为最终的耐高温导板树脂体系;
(4)将混合物C在加热过程中机械搅拌,转速控制在500-1000rpm范围,搅拌60-90min,然后取出搅拌均匀的混合物C真空消泡,得到耐高温光固化3D打印树脂材料。
8.根据权利要求7所述的耐高温光固化3D打印树脂材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)-(4)中加热温度为40~60℃。
9.权利要求1-6任意一项所述的耐高温光固化3D打印树脂材料或权利要求7-8任意一项所述制备方法制备得到的耐高温光固化3D打印树脂材料的3D打印方法,其特征在于,采用波长为385~410nm的紫外光源对所述耐高温光固化3D打印树脂材料进行光固化3D打印。
10.权利要求1-6任意一项所述的耐高温光固化3D打印树脂材料或权利要求7-8任意一项所述制备方法制备得到的耐高温光固化3D打印树脂材料在制备3D打印医用导板的应用,其特征在于,将医用导板三维模型处理完毕后,采用权利要求1-6任意一项所述的耐高温光固化3D打印树脂材料或权利要求7-8任意一项所述制备方法制备得到的耐高温光固化3D打印树脂材料通过光固化3D打印制备得到。
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