阅读说明：本技术 3d打印感光聚合物组合物 (3D printing photopolymer composition ) 是由 张耀鹏 张雷 张长松 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种3D打印感光聚合物组合物,包括,丙烯酰基单体20-40份,丙烯酸酯10-40份,光引发剂0.4-8份,光稳定剂0.1-0.5份。本发明还公开了其制备方法,将丙烯酰基单体和光稳定剂放入反应釜,温度控制在30-50℃,通入氮气,预反应30-1h,再将丙烯酸酯和光引发剂投入S1反应釜中,搅拌1-3h。本发明可用于立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)的3D打印技术。本发明制备工艺简单,生成的产品强度高,稳定性好。(The invention discloses a 3D printing photosensitive polymer composition which comprises 20-40 parts of an acryloyl monomer, 10-40 parts of acrylate, 0.4-8 parts of a photoinitiator and 0.1-0.5 part of a light stabilizer. The invention also discloses a preparation method thereof, which comprises the steps of placing the acryloyl monomer and the light stabilizer into a reaction kettle, controlling the temperature at 30-50 ℃, introducing nitrogen, pre-reacting for 30-1h, then putting the acrylate and the photoinitiator into an S1 reaction kettle, and stirring for 1-3 h. The invention can be used in the 3D printing technology of Stereolithography (SLA) and Digital Light Processing (DLP). The preparation method is simple in preparation process, and the prepared product is high in strength and good in stability.)

3D打印感光聚合物组合物

技术领域

本发明属于3D打印耗材制造领域，具体而言，涉及一种3D打印感光聚合物组合物及其制备方法。

背景技术

3D打印，即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。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、***以及其他领域都有所应用。

日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。这些3D打印技术中，光聚合技术、如立体光刻(SLA) 和数字光处理(DLP)，一般运用液体通过聚合制成产品，相比于其他用粉末、丝材等固体为原料的3D打印技术，制造出的产品分子间的结合度更佳，精密度更高，表面更加光滑。

鉴于对光聚合技术技术的需求和现有3D打印原料的不足，需要制备更好性能的感光聚合物组合物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于3D打印感光聚合物组合物。该光敏树脂具有成型速度快、制备工艺简单、低粘度等优点，可直接应用于3D打印制造结构复杂的产品。

3D打印感光聚合物组合物，包括以下重量份的原料：

丙烯酰基单体20-40份，丙烯酸酯10-40份，光引发剂0.4-8份,光稳定剂0.1-0.5份。

优选的，丙烯酰基单体的粘度为0.1-50Pa·s。

优选的，丙烯酰基单体包括：羧基丙烯酰基单体、酸基丙烯酰基单体、胺丙烯酰基单体、羟基丙烯酰基单体的一种或多种。

优选的，丙烯酸酯为三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、 1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、双三羟基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、脂肪族丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯中的一种或多种。

优选的，光引发剂为184D、1-羟环己基苯酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种或多种，光稳定剂为苯并***。

3D打印感光聚合物组合物制备方法：包括以下步骤：

S1、将丙烯酰基单体和光稳定剂放入反应釜，温度控制在30-50℃，通入氮气，预反应30-1h；

S2、将丙烯酸酯和光引发剂投入S1反应釜中，搅拌1-3h,制得3D打印感光聚合物组合物。

本发明制得的3D打印感光聚合物组合物，用于立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)的3D打印技术。

本发明的有益效果是：

本聚合物的组合物具备优异的物理性能(高强度、高韧性、抗形变、稳定性)，可大幅提升现有3D打印材料的性能特性，能替代并超越同类进口产品，同时大幅降低了制备成本，反应工艺简单，安全环保十分适合工业化规模生产，具有良好的经济效益。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

以下实施例3D打印感光聚合物组合物制备方法：其特征在于，包括以下步骤：

S1、将丙烯酰基单体和光稳定剂放入反应釜，温度控制在30-50℃，通入氮气，预反应30-1h；

S2、将丙烯酸酯和光引发剂投入S1反应釜中，搅拌1-3h,制得3D打印感光聚合物组合物。

实施例1

羧基丙烯酰基单体 10份

酸基丙烯酰基单体 10份

胺丙烯酰基单体 10份

羟基丙烯酰基单体10份

三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯 5份

季戊四醇三丙烯酸酯5份

环氧丙烯酸酯 5份

1-羟环己基苯酮 6份

苯并*** 0.5份。

实施例2

羧基丙烯酰基单体 5份

酸基丙烯酰基单体 5份

胺丙烯酰基单体 5份

羟基丙烯酰基单体 5份

乙二醇二甲基丙烯酸酯 10份

二季戊四醇五丙烯酸酯 8份

季戊四醇三丙烯酸酯 15份

苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦 0.8份

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦 4份

苯并*** 0.5份。

实施例3

羧基丙烯酰基单体 10份

酸基丙烯酰基单体 15份

胺丙烯酰基单体 10份

羟基丙烯酰基单体 5份

乙二醇二甲基丙烯酸酯 10份

脂肪族丙烯酸酯 20份

季戊四醇三丙烯酸酯 8份

苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦3份

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦2份

苯并*** 0.5份。

感光聚合物组合物采用3D打印机进行测试固化过程，测得的物理性能如下表：

项目	实施例1	实施2	实施例3
				硬度D	65	70	71
密度g/ml	1.123	1.021	1.074
				聚合物密度g/ml	1.187	1.103	1.191
体积收缩率％	3.25	3.45	3.11

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。