專利名稱：1,4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為預(yù)聚物制備立體光刻快速成型光敏樹脂 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備立體光刻快速成型光敏樹脂的方法，尤其涉及一種1，4_環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為預(yù)聚物制備立體光刻快速成型光敏樹脂的方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
立體光刻快速成型是最早出現(xiàn)的一種快速成型技 術(shù)。它基于實體分層制造原理，以光敏樹脂為原料，通過CNC控制下的紫外激光沿分層截面逐點(diǎn)掃描，使掃描區(qū)內(nèi)的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，從而形成制件的一個截面薄層，配合工作臺的垂直聯(lián)動，掃描下一層樹脂，新固化的一層牢固地粘接在前一層上，如此依次逐層堆積，形成物理原型。除去支撐，進(jìn)行后處理，即獲得所需的實體原型。由于立體光刻快速成型是以光敏樹脂為原材料，故光敏樹脂的特性直接影響著制件的性能、成形速度和最終精度等。1995年之前的立體光刻快速成型光敏樹脂主要是以環(huán)氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯作為預(yù)聚物的自由基型光敏樹脂。雖然這類自由基型光敏樹脂具有價格低廉，固化速率快等優(yōu)勢，但由于固化收縮嚴(yán)重，制件翹曲明顯，精度難于滿足要求，最終被淘汰。現(xiàn)在，國外應(yīng)用于立體光刻快速成型的光敏樹脂主要是自由基-陽離子型混雜型光敏樹脂，這種光敏樹脂的特點(diǎn)是預(yù)聚物通常既含有雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯又含有環(huán)氧樹月旨。這種光敏樹脂集中了丙烯酸酯固化速度快和環(huán)氧樹脂固化收縮小的優(yōu)點(diǎn)，使之這種光敏樹脂既具有光敏性好，又具有成型件精度高的特點(diǎn)。例如，美國Huntsman公司的光敏樹脂和DSM SOMOS公司的光敏樹脂就屬于自由基-陽離子型混雜型光敏樹脂，它們的自由基型丙烯酸酯類預(yù)聚物主要是雙酹A型環(huán)氧丙烯酸酯，見美國專利US: 6365644，US:5707780, US: 5525645，US: 5573889 和 US: 5665792，而沒有涉及到 1，4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯的應(yīng)用。在國內(nèi)，有許多大學(xué)和科研單位也在開展立體光刻快速成型光敏樹脂的研究，取得了一些成績。例如，陰金香、劉國文、孟懷東和洪嘯吟在1998年《輻射研究與輻射工藝學(xué)報》的第3期發(fā)表了“用于立體光刻的自由基光敏樹脂研究與應(yīng)用”論文。段玉崗、王素琴、李滌塵、盧秉恒和王學(xué)讓在2001年《西安交通大學(xué)學(xué)報》第11期發(fā)表了 “一種用于激光固化快速成形的低翹曲光敏樹脂的研究”論文。楊媛麗、王永禎和王愛玲在2007年《機(jī)械工程材料》第2期發(fā)表了 “立體光造型成型材料的制備”論文。廣州機(jī)械科學(xué)研究院劉海濤、鐘漢榮和薛紀(jì)東提出了“一種立體光刻快速成形光敏樹脂及其制備方法和應(yīng)用”，申請專利號為CN200910040526. I。浙江工業(yè)大學(xué)王海德、馬國杰、孫興平，等提出了“一種快速成型注塑模具用紫外光固化光敏樹脂”，申請專利號為CN200910095846. 7。但是，在這些發(fā)表的論文和授權(quán)的專利中，他們制備光敏樹脂所用的丙烯酸酯類預(yù)聚物也主要為雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯，對于應(yīng)用1，4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為立體光刻快速成型光敏樹脂預(yù)聚物都還沒有涉及到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種1，4_環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為預(yù)聚物制備立體光刻快速成型光敏樹脂的方法，把揮發(fā)性小、刺激性小和黏度適中的1，4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為一種預(yù)聚物來制備立體光刻快速成型光敏樹脂，而無需加入黏度較大的雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯，同時可避免加入揮發(fā)性較大和刺激性較大的稀釋劑三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯和1，6_己二醇二丙烯酸酯等。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明所述的1，4-環(huán)己烷二 甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯其化學(xué)結(jié)構(gòu)式
權(quán)利要求
1.一種1，4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為預(yù)聚物制備立體光刻快速成型光敏樹脂的方法，其特征是立體光刻快速成型光敏樹脂由以下重量份數(shù)的原料組成15 65份1，4-環(huán)己燒二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯、5 55份環(huán)氧樹脂、5 55份氧雜環(huán)丁烷化合物、I 12份陽離子型引發(fā)劑、I 10份自由基型光聚合引發(fā)劑，其制備方法是將上述原料按所述的重量份數(shù)配比混合；然后，加熱、攪拌，即在溫度20 80°C，攪拌5 120分鐘，使之成為透明的淡黃色均勻液體。
2.如權(quán)利要求I所述1，4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為預(yù)聚物制備立體光刻快速成型光敏樹脂的方法，其特征是所用1，4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯其化學(xué)結(jié)構(gòu)式
3.如權(quán)利要求I所述1，4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為預(yù)聚物制備立體光刻快速成型光敏樹脂的方法，其特征是所述環(huán)氧樹脂包括雙酚A型環(huán)氧樹脂，酚醛型環(huán)氧樹脂，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，或者是它們幾種的混合物。
4.如權(quán)利要求I所述1，4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為預(yù)聚物制備立體光刻快速成型光敏樹脂的方法，其特征是所述的氧雜環(huán)丁烷化合物是指含有氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)的一系列有機(jī)物，它包括含有一個氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)和二個氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)的系列有機(jī)物。
5.如權(quán)利要求I所述1，4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為預(yù)聚物制備立體光刻快速成型光敏樹脂的方法，其特征是所述的陽離子型引發(fā)劑是指二芳基碘鎗六氟磷酸鹽、二芳基碘鎗六氟砷酸鹽、二芳基碘鎗六氟銻酸鹽以及三芳基锍鎗六氟磷酸鹽、三芳基琉鐵7^氣神酸鹽、二芳基琉鐵TK氣鋪酸鹽。
6.如權(quán)利要求I所述1，4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯作為預(yù)聚物制備立體光刻快速成型光敏樹脂的方法，其特征是所述的自由基型引發(fā)劑為二苯甲酮、安息香二甲醚、氯化二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、2-羥基-2-甲基-I-苯基-I-丙酮、I-羥基環(huán)己基苯甲酮和2，4-二乙基硫雜蒽酮，或者它們中兩者或兩者以上的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了1,4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯在制備立體光刻快速成型光敏樹脂中作為丙烯酸酯類預(yù)聚物的應(yīng)用方法。所制備的光敏樹脂主要包括以下質(zhì)量配比的原料組份1,4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯15～65份；環(huán)氧樹脂5～55份；氧雜環(huán)丁烷化合物5～55份；陽離子型光聚合引發(fā)劑1～12份；自由基型光聚合引發(fā)劑1～10份。所制備的光敏樹脂光敏性好，臨界曝光量Ec小于16.0mJ/cm2；光敏樹脂通過立體光刻成型后，成型零件的精度高，成型零件的翹曲因子CF(6)在±0.01范圍內(nèi)，CF(11)在±0.03范圍內(nèi)。采用本發(fā)明制備的光敏樹脂可以直接制造出任意復(fù)雜形狀的、具有高精度的零件。鑒于1,4-環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯具有黏度適中﹑低氣味和固化物柔韌性好的特點(diǎn)，可把它作為丙烯酸酯類預(yù)聚物代替雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯而應(yīng)用于制備立體光刻快速成型光敏樹脂中。
文檔編號C08G59/20GK102952257SQ201210434978
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者黃筆武, 程桂亮, 周寬, 鄧沖, 諶偉慶, 孫韡, 鄒懷華 申請人:南昌大學(xué)