本發(fā)明屬于固化材料領(lǐng)域，具體涉及的是一種陽離子自由基混雜光固化樹脂及其制備方法及應(yīng)用
背景技術(shù)：
：3D打印技術(shù)，又稱增材制造技術(shù)，是一種利用計算機建立物體的三維模型，并以此為依托成型的技術(shù)，是生物工程、材料成型加工、自動化控制、計算機建模等多個學(xué)科的交叉，與傳統(tǒng)成型技術(shù)相比，它不需要傳統(tǒng)道具、夾具以及多道加工工序，可在一臺設(shè)備上通過程序控制自動和精確的制造出各種零件，3D打印技術(shù)大大減少了加工工序，明顯縮短了新產(chǎn)品的研發(fā)周期，減低了研發(fā)成本，是現(xiàn)代熱門高新技術(shù)之一。光固化材料是采用光聚合反應(yīng)得到的，光聚合反應(yīng)是指光固化單體或共聚物在紫外光或可見光的技術(shù)方法下發(fā)生加成反應(yīng)，將自由流動的液體通過接受紫外輻射能量而發(fā)生化學(xué)聚合和反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴徽承怨腆w的相轉(zhuǎn)變過程。3D打印光固化材料就是光敏樹脂在光固化三維打印快速成型設(shè)備廣元的照射下發(fā)生這樣的光聚合反應(yīng)。目前已有的光固化材料大多集中在自由基型光固化樹脂類，但該類型材料的固化速度相對較慢，應(yīng)用于3D打印工作中需要耗費較長的時間，且固化后樹脂的強度相對較低，在行業(yè)內(nèi)，3D打印光固化材料還存在這一系列問題，具體表現(xiàn)如下：(1)固化速度慢。目前，很多產(chǎn)品固化速度不夠快，會造成成膜不完整，疊層后出現(xiàn)殘缺、移位或透明度不好的問題；(2)耐黃性不好，光固化樹脂在成膜過程中容易導(dǎo)致產(chǎn)生黃變基團，因此容易變黃，再加上固化不完整，隨著時間的推移，不斷吸收紫外線，產(chǎn)品變黃現(xiàn)象進一步加重；(3)收縮率大、精度不夠高?，F(xiàn)使用的光固化樹脂大都是自由基固化或自由基-陽離子固化，收縮比較大或固化速度比較慢，造成精度不夠高，做一些精細化的產(chǎn)品時，影響比較大；(4)強度不夠高，韌性不夠好。光固化3D打印對材料性能的要求較高，需要在一定溫度下保證打印材料流動均勻，在固化時間上要盡可能快，。另外，對于許多功能性的3D打印材料還需要滿足其他相關(guān)性能的要求，而國內(nèi)大多數(shù)配方在材料性能的基本要求中還存在著很多問題，導(dǎo)致無法大規(guī)模生產(chǎn)使用，從而造成了光固化3D打印技術(shù)原地踏步的現(xiàn)象。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備簡單、廉價易得、具有固化速度快、收縮率低、強度高、成型效率高的光固化樹脂，降低產(chǎn)品成本的同時提高了產(chǎn)品的一致性。本發(fā)明的另一目的在于提供所述光固化樹脂的制備方法。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種陽離子自由基混雜光固化樹脂，包括如下組分：以上總和為100％。進一步的，所述陽離子光固化組分由縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、乙烯基醚類單體中的一種或多種組成；所述自由基光固化組分主要由丙烯酸單體和預(yù)聚物組成，其組分比例為18-50％；所述增韌劑為端羧基液體丁腈橡膠、端羥基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、丙烯酸酯共聚物核殼結(jié)構(gòu)、有機硅核殼粒子中的一種或幾種混合物。所述陽離子引發(fā)劑選自液體六氟銻酸鹽、二苯基-(4-苯硫基)苯基锍六氟銻酸鹽中的一種或兩種組合；所述自由基引發(fā)劑選自1-羥基-環(huán)己基-苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化磷中的一種或幾種組合。進一步的，所述增韌劑的含量優(yōu)選為4-20％。所述光固化樹脂的具體加工方法為：將各組分在25℃下攪拌混合30分鐘即可得到本發(fā)明所述的光固化樹脂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的光固化樹脂的有益效果為：(1)性能優(yōu)異，本發(fā)明的光固化樹脂通過添加自助合成主要原料增韌劑，制備得到的光固化樹脂兼具陽離子和自由基固化的優(yōu)點，具有較快的光固化反應(yīng)速率和較好的機械強度，能夠滿足生產(chǎn)制造中對工作效率和制件強度的要求；(2)制備過程綠色環(huán)保，不添加其它有害溶劑，對人體無傷害，對環(huán)境無污染；(3)生產(chǎn)周期短，工藝簡單，有效縮短產(chǎn)品制造周期，提高生產(chǎn)效率。具體實施方式下面結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護范圍。一、試驗材料本發(fā)明實施例所使用的試驗材料如表1所示。表1本發(fā)明實施例的試驗材料二、具體實施例根據(jù)試驗材料，設(shè)置不同組分的光固化樹脂，各個實施例A-K的組分組成如表2所示。表2實施例A-K中各個成分的含量實施例A-K的制備方法均為：將各組分在25℃下攪拌混合30分鐘即可得到本發(fā)明所述的光固化樹脂。三、性能測試將本發(fā)明實施例A-K制備的得到的光固化樹脂進行臨界曝光能量、固化深度、工作填充掃描速率、拉伸強度、拉伸模量、邵氏強度和缺口抗沖擊強度測試，以市場上可以購買得到的常規(guī)固化樹脂為對照進行測試。其中，各個性能指標的測試方法如下：(1)臨界曝光能量Ec和固化深度Dp的測試：使用SLA3D打印機，在已知激光功率PL，激光掃描間隔hs情況下，采用不同的激光掃描速率Vs，進行單層掃描固化，獲得不同厚度Cd的樣件，根據(jù)公式Cd＝Dpln[PL/(Vs*hs)]-DplnEc，畫出相應(yīng)的直線，其中通過直線的斜率和斜率可求得固化深度Dp，和臨界曝光能量Ec。(2)工作填充掃描速率：使用SLA3D打印機，在固定功率PL＝280mW的情況下，進行掃描固化，取其中能夠使液體材料固化成型，并可以取出進行清洗的最大填充掃描速率為該材料的工作填充掃描速率。該指標直接反映了該光敏材料的固化速率，其中材料的工作填充掃描速率越高，該材料的成型效率越高；(3)拉伸強度和拉伸模量的測試：根據(jù)標準ASTMD638，使用電腦式拉力試驗機(東莞科鍵KJ-1065)測得；(4)邵氏硬度D的測試：根據(jù)標準ASTMD2240，使用邵氏橡膠硬度計D型0-100HD測得；(5)缺口抗沖擊強度的測試：根據(jù)標準ASTMD256，使用數(shù)顯擺錘沖擊試驗機(東莞科鍵KJ-3090)測得。性能測試指標如表3和表4所示：表3不同處理光固化樹脂的性能指標測試測試項目ABCDEFGHIJK臨界曝光能量Ec,mJ/cm25.26.37.011.88.39.89.78.68.99.39.5固化深度Dp，mm0.090.100.100.150.10.120.120.10.110.130.13工作填充掃描速率,mm/s75007300710060007000680068006900700070007100拉伸強度,MPa39.4044.4849.1363.5842.7241.2343.844.1944.3255.1854.83拉伸模量,MPa19402190228027702180214022902390238025302540邵氏硬度D8280828680808283838383缺口抗沖擊強度，J/mNANA362540NANA35352828表4對照組的光固化樹脂的性能指標測試由表3和表4中的性能指標可以看出，本發(fā)明實施例A-K的光固化樹脂在成型效率方面相較于市購光固化樹脂有較大的提高，將其應(yīng)用于SLA3D打印機中，建造同樣的制件，所需要的時間大大縮短，極大地提高了工作效率，降低時間成本；此外，在機械強度方面也有較大的提高。以上性能指標表明，本發(fā)明的光固化樹脂相對于現(xiàn)有技術(shù)有較大的提高，值得推廣應(yīng)用。以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所作的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3