本發(fā)明屬于光固化樹脂材料領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于3D打印的耐熱光固化樹脂材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
光固化樹脂性能優(yōu)越，該材料類似于傳統(tǒng)的工程塑料(包括ABS和PBT等)。它能被理想的應(yīng)用在汽車、醫(yī)療器械，日用電子產(chǎn)品的樣件制作，還被應(yīng)用到水流量分析，室溫硫化硅橡膠模型、可存放的概念模型、風(fēng)管測試、快速鑄造模型等方面。3D光固化樹脂對比于傳統(tǒng)熱塑性3D打印材料，具有打印時(shí)間短(是其1/20)，產(chǎn)品表面光滑無拉絲，質(zhì)地飽滿，產(chǎn)品表面細(xì)膩，可用于生物材料等諸多優(yōu)點(diǎn)。
光固化體系具有無污染、無毒性、無刺激和生產(chǎn)安全等優(yōu)點(diǎn)，是目前較為活躍的研究和開發(fā)領(lǐng)域，是成為紫外光固化技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。3D打印也可稱為增材制造技術(shù)，3D打印的出現(xiàn)使制造復(fù)雜零件變得簡單和快捷。目前，比較成熟的3D打印工藝主要有“熔絲沉積快速成型”，“紙疊層快速成型”，“選擇性激光燒結(jié)快速成型”和“立體光刻快速成型”。最早、最廣泛用于工業(yè)上的3D打印工藝是立體光刻快速成型，它是利用計(jì)算機(jī)控制紫外激光在光敏樹脂液面上按二維截面的形狀逐點(diǎn)掃描，使樹脂固化，固化后的樹脂便形成一個二維圖形，如此逐層掃描，固化，最終即可得到完整的三維實(shí)體(俗稱:零件)。零件質(zhì)量的好壞主要取決于光敏樹脂性能的好壞，開發(fā)性能好的光敏樹脂是3D打印，立體打印快速成型技術(shù)研究熱點(diǎn)。以光敏樹脂為原料的立體快速成形3D打印技術(shù)，具有成本低、精度高、成型快等優(yōu)點(diǎn)，在各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種應(yīng)用于3D打印的耐熱光固化樹脂材料及其制備方法，解決了目前3D打印用DLP、SLA設(shè)備的耗材基本依靠進(jìn)口的現(xiàn)狀，進(jìn)一步解決了3D打印材料造價(jià)高的問題，同時(shí)提高了3D打印光固化樹脂的應(yīng)用范圍；使得我國3D打印光固化樹脂不再依賴于進(jìn)口，具有重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值，且制備方法簡單，易操作，產(chǎn)率高。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料，包括以下原料按重量份配比制成：聚合單體10-99份、光引發(fā)劑1-6份、反應(yīng)助劑10-66份、潤滑劑0.1-1份、阻聚劑0.1-0.5份。
所述的一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料，所述聚合單體是環(huán)氧丙烯酸樹脂和/或芳香族聚氨酯丙烯酸酯。
所述的一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料，所述光引發(fā)劑為2,4,6-三甲基苯甲?；⑺嵋阴ァ?,4,6-(三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦、苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一種或兩種以上組合。
所述的一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料，所述光引發(fā)劑是由2,4,6-三甲基苯甲?；⑺嵋阴ズ捅交p(2,4,6-三甲基苯甲?；?氧化膦按重量份數(shù)比1:1的比例組成。
所述的一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料，所述反應(yīng)助劑為1-戊基-3-甲基咪唑高錸酸鹽、1-戊基-3-甲基咪唑醋酸鹽、新戊二醇二丙烯酸酯、三羥基甲丙烷三丙烯酸酯中的一種或兩種以上組合。
所述的一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料，所述反應(yīng)助劑是由1-戊基-3-甲基咪唑高錸酸鹽、1-戊基-3-甲基咪唑醋酸鹽、三羥基甲丙烷三丙烯酸酯和新戊二醇二丙烯酸酯按重量份數(shù)比0.1-0.2∶0.1-0.2∶5-15：30-50的比例組成。
所述的一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料，所述潤滑劑為硬脂酸鋅、硅酸酯、石蠟、硬脂酸中的一種或兩種以上組合。
所述的一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料，所述阻聚劑為苯酚和/或?qū)籽趸椒印?/p>
一種所述3D打印用耐熱光固化樹脂材料的制備方法，包括如下步驟：
1)先將聚合單體裝入反應(yīng)釜中，并通入氮?dú)?，攪拌均勻，向反?yīng)釜內(nèi)緩慢加入或滴加反應(yīng)助劑，控制反應(yīng)溫度50-70℃，滴加完畢后繼續(xù)攪拌；
2)向反應(yīng)釜內(nèi)緩慢加入潤滑劑后，升溫至80-100℃，攪拌均勻；
3)再反應(yīng)釜內(nèi)緩慢加入光引發(fā)劑和阻聚劑，保持溫度，攪拌；反應(yīng)0.5-1小時(shí)后結(jié)束，降溫，得目標(biāo)產(chǎn)物。
所述的3D打印用耐熱光固化樹脂材料在3D打印機(jī)中的應(yīng)用。
本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明的3D打印耐熱光固化樹脂，制備工藝具有方法簡單，易操作，產(chǎn)率高，對環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明解決了3D打印光固化樹脂合成困難，產(chǎn)率低的問題，而且進(jìn)一步解決了3D打印樹脂造價(jià)高的問題，同時(shí)提高了3D打印光固化樹脂的應(yīng)用范圍；從而使得我國3D打印樹脂不再依賴于進(jìn)口，具有重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料，包括以下原料重量份數(shù)配比制成：
其制備方法包括如下步驟：
1)在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計(jì)及加料槽的反應(yīng)釜中，加入環(huán)氧丙烯酸樹脂和芳香族聚氨酯丙烯酸酯，通入氮?dú)?，攪拌均勻，滴加新戊二醇二丙烯酸酯，控制反?yīng)溫度50-70℃，滴加完畢后繼續(xù)攪拌；
2)緩慢加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，1-戊基-3-甲基咪唑高錸酸鹽，1-戊基-3-甲基咪唑醋酸鹽，硬脂酸鋅，升溫至80-100℃，攪拌均勻；
3)緩慢加入2,4,6-三甲基苯甲?；⑺嵋阴ィ交p(2,4,6-三甲基苯甲?；?氧化膦，對甲氧基苯酚，保持溫度，攪拌；反應(yīng)0.5小時(shí)后，反應(yīng)結(jié)束，降溫，得目標(biāo)產(chǎn)物。
實(shí)施例1一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料
(一)由以下原料按重量份數(shù)配比制成：環(huán)氧丙烯酸樹脂25份，芳香族聚氨酯丙烯酸酯15份，新戊二醇二丙烯酸酯30份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯5份，1-戊基-3-甲基咪唑高錸酸鹽0.1份，1-戊基-3-甲基咪唑醋酸鹽0.1份，硬脂酸鋅0.5份，2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯1份，苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲?；?氧化膦1份，對甲氧基苯酚0.2份。
(二)制備方法：
1)在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計(jì)及加料槽的反應(yīng)釜中，加入環(huán)氧丙烯酸樹脂和芳香族聚氨酯丙烯酸酯，通入氮?dú)?，攪拌均勻，滴加新戊二醇二丙烯酸酯，控制反?yīng)溫度50-70℃，滴加完畢后繼續(xù)攪拌。
2)緩慢加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，1-戊基-3-甲基咪唑高錸酸鹽，1-戊基-3-甲基咪唑醋酸鹽，硬脂酸鋅，升溫至80-100℃，攪拌均勻。
3)緩慢加入2,4,6-三甲基苯甲?；⑺嵋阴?，苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲?；?氧化膦，對甲氧基苯酚，保持溫度，攪拌。反應(yīng)0.5小時(shí)后，反應(yīng)結(jié)束，降溫，得目標(biāo)產(chǎn)物。
(三)檢測結(jié)果
產(chǎn)物為透明黃色粘稠液體，密度:1.08-1.13g/cm3，固化前沸點(diǎn):>100℃，固化前閃點(diǎn):>100℃，固化前粘度:650-800CPS(25℃)。
(四)應(yīng)用
將本實(shí)施例制備的3D打印用耐熱光固化樹脂材料注入打印機(jī)的液槽中，待其液面自然流平后，開始打印操作即可。本樹脂打印出的產(chǎn)品，質(zhì)地飽滿，表面細(xì)膩、無拉絲現(xiàn)象，可耐受一定的高溫。
實(shí)施例2一種3D打印用耐熱光固化樹脂材料
(一)由以下原料按重量份數(shù)配比制成：環(huán)氧丙烯酸樹脂35份，芳香族聚氨酯丙烯酸酯30份，新戊二醇二丙烯酸酯40份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯15份，1-戊基-3-甲基咪唑高錸酸鹽0.2份，1-戊基-3-甲基咪唑醋酸鹽0.1份，硬脂酸鋅0.5份，2,4,6-三甲基苯甲?；⑺嵋阴?份，苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲?；?氧化膦2份，對甲氧基苯酚0.2份。
(二)制備方法
同實(shí)施例1。
(三)檢測結(jié)果
產(chǎn)物為透明黃色粘稠液體，密度:1.08-1.13g/cm3，固化前沸點(diǎn):>100℃，固化前閃點(diǎn):>100℃，固化前粘度:650-800CPS(25℃)。
(四)應(yīng)用
將所制備的3D打印用光固化樹脂注入打印機(jī)的液槽中，待其液面自然流平后，開始打印操作即可。本樹脂打印出的產(chǎn)品，質(zhì)地飽滿，表面細(xì)膩、無拉絲現(xiàn)象，可耐受一定的高溫。