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CN108864378A - 一种用于dlp快速成型工业级设备的uv光固化光敏材料 - Google Patents

一种用于dlp快速成型工业级设备的uv光固化光敏材料 Download PDF

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钟海英
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Abstract

本发明公开了一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，包括丙烯酸类树脂、活性稀释剂、增韧剂、光引发剂和助剂，各组分的重量份如下：丙烯酸类树脂10‑30份，活性稀释剂60‑80份，增韧剂5‑20份，光引发剂1‑5份，助剂1‑5份。本发明的UV光固化光敏材料不仅固化速度快，产品储存稳定性好，而且打印的三维模型不易变形，耐环测性能和耐化性能优异，适用于DLP快速成型工业级设备，完全满足了该设备的3D打印要求。

Description

一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料
技术领域
本发明属于光敏材料技术领域，具体涉及一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料。
背景技术
DLP快速成型桌面级设备的最大特点是小型和易操作，多用于商业、办公、科研和个人工作室等环境。DLP快速成型工业级设备的体积大，可以打印更大的三维模型，DLP快速成型工业级设备一层固化完成后，工作台下移一个层厚的距离，然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，直至得到三维实体模型。该方法成型速度快，自动化程度高，尺寸精度高，可成型任意复杂形状，主要应用于复杂、高精度的精细工件快速成型，能极大地提高3D打印快速成型的速度并且有效降低生产和设计成本。光敏材料是影响DLP快速成型工业级设备3D打印的关键性因素之一，光敏材料的好快直接决定三维模型的打印质量。而传统的桌面级打印设备所用光敏树脂及SLA光敏树脂固化速度慢，产品储存稳定性差，在大型三维模型打印时容易变形，不能满足DLP快速成型工业级设备的要求。
发明内容
为了解决现有光敏树脂固化速度慢，产品储存稳定性差，在大型三维模型打印时容易变形等问题，本发明提供一种能适用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料。
本发明的目的将通过以下技术方法实现：一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，包括丙烯酸类树脂、活性稀释剂、增韧剂、光引发剂和助剂，各组分的重量份如下：
优选的，所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，所述丙烯酸类树脂包括硅改性聚醚丙烯酸酯、超支化聚酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯中的至少一种。
优选的，所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，所述活性稀释剂包含三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、叔胺丙烯酸酯中的至少一种。
优选的，所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，所述增韧剂为有机硅杂化物。
优选的，所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，所述光引发剂为自由基光引发剂，自由基光引发剂包括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-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮中的至少一种。
优选的，所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，所述助剂包括色浆、CAB预溶物、消泡剂、阻聚剂中的至少一种。
优选的，所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，所述色浆为0.5-3份，色浆的粒径小于5μm，色浆由钛白粉、聚醚丙烯酸酯和气相二氧化硅组成，聚醚丙烯酸酯包括超支化聚酯丙烯酸酯和硅改性聚醚丙烯酸酯。
优选的，所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，所述CAB预溶物为2-3份，CAB预溶物由质量比1:2的醋酸丁酸纤维素和多元醇酯组成，多元醇酯包括聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯中的一种。
优选的，所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，所述消泡剂为0.05-0.5份，消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或者BYK1790消泡剂。
优选的，所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，所述阻聚剂为0.05-0.1份，阻聚剂为甲基对苯二酚或者2,5-二叔丁基对苯二酚。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明的UV光固化光敏材料不仅固化速度快，产品储存稳定性好，而且打印的三维模型不易变形，耐环测性能和耐化性能优异，适用于DLP快速成型工业级设备，完全满足了该设备的3D打印要求。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
实施例1
一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，包括丙烯酸类树脂、活性稀释剂、增韧剂、光引发剂和助剂，其重量份如下表所示：
原料 重量份
丙烯酸类树脂 15
活性稀释剂 70
增韧剂 10
光引发剂 5
助剂 2.65
所述丙烯酸类树脂为硅改性聚醚丙烯酸酯，通过加入有机硅杂化的聚醚丙烯酸酯提高光敏材料的耐化性能。
所述活性稀释剂为三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和叔胺丙烯酸酯三者的混合物，混合物中三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、叔胺丙烯酸酯的质量比为3:3:1。
所述增韧剂为有机硅杂化物。
所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，通过选择不同的自由基光引发剂，满足了不同波长光源的需求。
所述助剂由0.5份色浆、2份CAB预溶物、0.05份消泡剂和0.1份阻聚剂组成。
所述色浆的粒径小于5μm，色浆由钛白粉、硅改性聚醚丙烯酸酯和气相二氧化硅组成，钛白粉、硅改性聚醚丙烯酸酯和气相二氧化硅的质量比为1:2:0.12，色浆通过将钛白粉、硅改性聚醚丙烯酸酯和气相二氧化硅分别加入到分散机，分散均匀后研磨至粒径小于5μm即可。
所述CAB预溶物由质量比为1:2的醋酸丁酸纤维素(CAB美国伊士曼551-0.01)和三丙二醇二丙烯酸酯组成。
所述消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
所述阻聚剂为2,5-二叔丁基对苯二酚。
按照上述重量份称取各原料组分，并将其依次加入到分散机中，在50～60℃条件下搅拌30～40分钟至分散均匀即可。
实施例2
一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，包括丙烯酸类树脂、活性稀释剂、增韧剂、光引发剂和助剂，其重量份如下表所示：
原料 重量份
丙烯酸类树脂 10
活性稀释剂 80
增韧剂 5
光引发剂 4
助剂 3.95
所述丙烯酸类树脂为超支化聚酯丙烯酸酯。
所述活性稀释剂为三乙二醇二甲基丙烯酸酯和乙氧化双酚A二丙烯酸酯的混合物，混合物中三乙二醇二甲基丙烯酸酯与乙氧化双酚A二丙烯酸酯的质量比为1:1。
所述增韧剂为有机硅杂化物。
所述光引发剂由质量比为3:1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦与2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮组成。
所述助剂包括0.8份色浆、3份CAB预溶物、0.1份消泡剂和0.05份阻聚剂。
所述色浆的粒径小于5μm，色浆由钛白粉、超支化聚酯丙烯酸酯和气相二氧化硅组成，钛白粉、超支化聚酯丙烯酸酯和气相二氧化硅的质量比为1:2:0.12，色浆通过将钛白粉、超支化聚酯丙烯酸酯和气相二氧化硅分别加入到分散机，分散均匀后研磨至粒径小于5μm即可。
所述CAB预溶物由质量比为1:2的醋酸丁酸纤维素(CAB美国伊士曼381-0.1)和三乙二醇二甲基丙烯酸酯组成。
所述消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
所述阻聚剂为甲基对苯二酚。
按照上述重量份称取各原料组分，并将其依次加入到分散机中，在50～60℃条件下搅拌30～40分钟至分散均匀即可。
实施例3
一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，包括丙烯酸类树脂、活性稀释剂、增韧剂、光引发剂和助剂，其重量份如下表所示：
原料 重量份
丙烯酸类树脂 20
活性稀释剂 60
增韧剂 15
光引发剂 3.5
助剂 4.15
所述丙烯酸类树脂为改性环氧丙烯酸酯。
所述活性稀释剂为聚乙二醇(600)二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物，混合物中聚乙二醇(600)二丙烯酸酯与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量比为2:1。
所述增韧剂为有机硅杂化物。
所述光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。
所述助剂包括1份色浆、3份CAB预溶物、0.1份消泡剂和0.05份阻聚剂。
所述色浆的粒径小于5μm，色浆由钛白粉、超支化聚酯丙烯酸酯和气相二氧化硅组成，钛白粉、超支化聚酯丙烯酸酯和气相二氧化硅的质量比为1:2:0.12，色浆通过将钛白粉、超支化聚酯丙烯酸酯和气相二氧化硅分别加入到分散机，分散均匀后研磨至粒径小于5μm即可。
所述CAB预溶物由质量比为1:2的醋酸丁酸纤维素(CAB美国伊士曼381-0.1)和聚乙二醇(600)二丙烯酸酯组成。
所述消泡剂为BYK1790消泡剂。
所述阻聚剂为甲基对苯二酚。
按照上述重量份称取各原料组分，并将其依次加入到分散机中，在50～60℃条件下搅拌30～40分钟至分散均匀即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，其特征在于：包括丙烯酸类树脂、活性稀释剂、增韧剂、光引发剂和助剂，各组分的重量份如下：
2.根据权利要求1所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，其特征在于：所述丙烯酸类树脂包括硅改性聚醚丙烯酸酯、超支化聚酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，其特征在于：所述活性稀释剂包含三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、叔胺丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，其特征在于：所述增韧剂为有机硅杂化物。
5.根据权利要求1所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，其特征在于：所述光引发剂为自由基光引发剂，自由基光引发剂包括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-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，其特征在于：所述助剂包括色浆、CAB预溶物、消泡剂、阻聚剂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，其特征在于：所述色浆为0.5-3份，色浆的粒径小于5μm，色浆由钛白粉、聚醚丙烯酸酯和气相二氧化硅组成，聚醚丙烯酸酯包括超支化聚酯丙烯酸酯和硅改性聚醚丙烯酸酯。
8.根据权利要求6所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，其特征在于：所述CAB预溶物为2-3份，CAB预溶物由质量比1:2的醋酸丁酸纤维素和多元醇酯组成，多元醇酯包括聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯中的一种。
9.根据权利要求6所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，其特征在于：所述消泡剂为0.05-0.5份，消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或者BYK1790消泡剂。
10.根据权利要求6所述的一种用于DLP快速成型工业级设备的UV光固化光敏材料，其特征在于：所述阻聚剂为0.05-0.1份，阻聚剂为甲基对苯二酚或者2,5-二叔丁基对苯二酚。
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