CN115010879A - 一种耐高温低固化收缩率3d打印光固化树脂材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光固化树脂材料领域，具体涉及一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料及其制备方法与应用。本发明的树脂材料包括以下原料按重量份配比制成：聚合单体100份、固化助剂255份、添加剂20份、光引发剂5.6份、阻聚剂1份。本发明制备的耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料稳定性高、具有高性能和安全性，且制备方法简单、易操作、对环境污染小，采用本发明的树脂材料打印出的产品，硬度较高，耐热性能强，固化收缩率小，表面平整光滑，无拉丝现象，在打印结束后不会进一步固化。
Description
技术领域
本发明属于光固化树脂材料领域，尤其涉及一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料及其制备方法与应用。
背景技术
3D打印技术是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。但目前的3D打印树脂打印出来的零件的强度、耐热性都十分有限，固化收缩率较大，易变形，不利于长时间保存。本发明旨在提供一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料及其制备方法，以改善普通3D打印树脂固化收缩率大、耐热性有限的问题，解决3D打印模型易变形的问题，有利于模型的打印和长期保存。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料及其制备方法与应用。
本发明采用的技术方案为：
一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，按重量份数比，原料包括如下组分：聚合单体100份、固化助剂255份、添加剂20份、光引发剂5.6份、阻聚剂1份。
进一步的，上述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，所述聚合单体为聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂。
进一步的，上述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，所述固化助剂为甲基丙烯酸羟乙酯和季戊四醇三丙烯酸酯的复配。
更进一步的，上述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，所述甲基丙烯酸羟乙酯和季戊四醇三丙烯酸酯按重量比35:16复配。
进一步的，上述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，所述添加剂为聚氨酯。
进一步的，上述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，所述光引发剂为α-羟烷基苯酮。
进一步的，上述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，所述阻聚剂为氯化三乙基苄胺。
上述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料的制备方法，包括如下步骤：
1)向反应釜中加入聚合单体和添加剂，通入氩气，控制温度60-80℃，匀速搅拌均匀；
2)缓慢加入固化助剂，升温至80-100℃，搅拌均匀；
3)缓慢加入光引发剂和阻聚剂，匀速搅拌反应，反应结束后冷却至室温，得目标产物。
进一步的，上述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料的制备方法，步骤3)中，所述反应条件：温度为80-100℃，时间为30min。
上述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料在3D打印机中的应用。
本发明的有益效果为：本发明的耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料的制备方法具有方法简单、易操作、对环境污染小等优点；本发明解决了3D打印光固化树脂耐热性能差、固化收缩率大、易变形的问题，而且进一步解决了3D打印树脂造价高、固化反应不彻底的问题；本发明的树脂材料稳定性高、具有高性能和安全性，与其他耐热树脂相比有优异的性能，可广泛应用于3D打印机中；采用本发明的树脂材料打印出的产品，硬度较高，耐热性能强，固化收缩率小，表面平整光滑，无拉丝现象，在打印结束后不会进一步固化。
附图说明
图1是耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂的TG图。
具体实施方式
实施例1
(一)耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，由以下原料按重量份配比制成：
(二)上述的耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料的制备方法，包括如下步骤：
1)在装有搅拌器、冷凝器、温度计及加料槽的反应釜中，加入聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂和聚氨酯，通入氩气，控制温度65℃，匀速搅拌均匀；
2)缓慢加入甲基丙烯酸羟乙酯和季戊四醇三丙烯酸酯，升温至85℃，搅拌均匀；
3)缓慢加入α-羟烷基苯酮和氯化三乙基苄胺，保持温度85℃，匀速搅拌反应30min，反应结束后冷却至室温，得目标产物。
(三)检测结果
上述制备的耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料为透明淡黄色粘稠液体，密度为1.05-1.14g/cm3，固化体积收缩率为1.3％，热变形温度为417.65℃，拉伸强度为35.951MPa，压缩强度为7.323MPa，弯曲强度为50.178MPa。普通的3D打印树脂固化收缩率在5％左右，热变形温度在260℃左右。该种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂与普通树脂相比体积收缩率大大减小，热变形温度得到提高。
(四)应用
将上述制备的耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料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。本树脂材料打印出的产品，硬度较高，耐热性能强，固化收缩率小，表面平整光滑，无拉丝现象，在打印结束后不会进一步固化。
Claims (10)
1.一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，其特征在于，按重量份数比，原料包括如下组分：聚合单体100份、固化助剂255份、添加剂20份、光引发剂5.6份、阻聚剂1份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，其特征在于，所述聚合单体为聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，其特征在于，所述固化助剂为甲基丙烯酸羟乙酯和季戊四醇三丙烯酸酯的复配。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，其特征在于，所述甲基丙烯酸羟乙酯和季戊四醇三丙烯酸酯按重量比35:16复配。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，其特征在于，所述添加剂为聚氨酯。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，其特征在于，所述光引发剂为α-羟烷基苯酮。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料，其特征在于，所述阻聚剂为氯化三乙基苄胺。
8.权利要求1所述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)向反应釜中加入聚合单体和添加剂，通入氩气，控制温度60-80℃，匀速搅拌均匀；
2)缓慢加入固化助剂，升温至80-100℃，搅拌均匀；
3)缓慢加入光引发剂和阻聚剂，匀速搅拌反应，反应结束后冷却至室温，得目标产物。
9.根据权利要求8所述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述反应条件：温度为80-100℃，时间为30min。
10.权利要求1所述的一种耐高温低固化收缩率3D打印光固化树脂材料在3D打印机中的应用。
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