本發(fā)明屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種3D打印紫外光固化材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

3D打印也叫快速成型制造，被譽(yù)為“引領(lǐng)第三次工業(yè)革命”的新興產(chǎn)業(yè)。在眾多3D打印成型工藝中，SLA(立體激光固化)是一種綠色環(huán)保的固化技術(shù)，具有環(huán)境友好、耗能少、固化快、精度高、固化產(chǎn)物性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于珠寶設(shè)計(jì)、建筑、醫(yī)療器械、汽車、航空航天等行業(yè)，是目前市面上應(yīng)用最廣泛的一種快速成型方法。

打破國(guó)外技術(shù)壟斷和定機(jī)定料的保護(hù)壁壘，促進(jìn)國(guó)產(chǎn)化3D打印技術(shù)UV光固化成型的發(fā)展，開(kāi)發(fā)低粘度、固化速度快、收縮率小、力學(xué)性能優(yōu)良的3D打印光敏樹(shù)脂是國(guó)內(nèi)發(fā)展UV光固化材料的必然趨勢(shì)。

光固化材料顧名思義是指在特定光(紫外光)照下固化的樹(shù)脂材料。由于該材料不需要加熱、高壓等加工工藝，而是通過(guò)層層疊加而成預(yù)設(shè)模型，因此會(huì)存在質(zhì)脆、力學(xué)性能差的缺陷從而限制了其大規(guī)模應(yīng)用。基于此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)增強(qiáng)增韌等方法對(duì)光固化材料的力學(xué)性能進(jìn)行改性。CN104629231A公開(kāi)了自由基引發(fā)烯丙基酯樹(shù)脂復(fù)合玻璃纖維光敏樹(shù)脂，所制得的光固化材料具有很好的強(qiáng)度和剛性，但是玻璃纖維含量過(guò)高會(huì)使其樹(shù)脂中在分散不均勻，且硬而脆也不利于大規(guī)模推廣；CN104893224A公開(kāi)了聚醚丙烯酸酯或多環(huán)胺改性(支化)聚醚丙烯酸酯為原料制備得到的3D打印材料，材料的固化收縮率小、黃變性小、硬度和柔韌性適中。

為了提高3D打印光固化材料柔韌性，擴(kuò)大光固化材料的應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)固化速度快、收縮率小、耐黃變、彈性好的3D打印用光固化材料成為時(shí)代發(fā)展的必然要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有光固化材料粘度高、固化速度慢、收縮率低等技術(shù)瓶頸，開(kāi)發(fā)一種固化速度快、收縮率小、耐黃變、彈性好的3D打印用光固化材料。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種3D打印紫外光固化材料，所述材料包括如下組分：

優(yōu)選的，所述脂肪族環(huán)氧丙烯酸酯的官能度為2，常溫下粘度為1100cps，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為40℃。

優(yōu)選的，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的官能度為4，常溫下粘度為4500cps,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為33℃。

優(yōu)選的，所述聚脲單體在常溫下的粘度為2000-3000cps，斷裂伸長(zhǎng)率大于600％。

優(yōu)選的，所述活性稀釋劑為三丙二醇類二丙烯酸酯或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或兩種。

優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為樟腦醌、2,4,6-三甲基苯甲?；交趸?、安息香二甲醚中的一種或兩種。

優(yōu)先的，所述固化酶為所述固化酶為脂肪酶。

優(yōu)選的，所述分散劑為氨基類改性嵌段共聚物、多元羧酸類嵌段共聚物中的至少一種。

優(yōu)選的，所述流平劑為聚丙烯酸酯。

本發(fā)明還公開(kāi)了任一項(xiàng)所述紫外光固化材料的制備方法，其特征在于，所述方法為：

A、聚脲單體制備：取丙烯酰氯，在氫氧化鈉中和后加入50％的甲苯溶劑，經(jīng)水洗、脫水、分離后制得聚脲單體；

B、在裝有攪拌器、溫度計(jì)、冷凝器及加料槽的反應(yīng)釜中，加入脂肪族環(huán)氧丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和聚脲單體及活性稀釋劑，攪拌；

C、在反應(yīng)釜中，加入分散劑、流平劑，攪拌均勻；

D、往反應(yīng)釜里面加入引發(fā)劑和固化酶，反應(yīng)釜溫度為40-60℃，待溶液呈透明顏色后停止攪拌。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明采用低粘度的長(zhǎng)鏈聚氨酯丙烯酸酯和環(huán)氧丙烯酸酯為低聚物，使本發(fā)明的UV光固化材料具有高柔韌性和附著力；丙烯酸氯改性聚脲單體的加入，使本發(fā)明的光固化材料具有彈性好、耐黃變的優(yōu)點(diǎn)；以雙官能團(tuán)的TPGDA作為稀釋劑，賦予了材料較高的反應(yīng)活性和固化速度；本發(fā)明的固化材料具有韌性好、耐黃變、反應(yīng)活性高、固化速度快的優(yōu)點(diǎn)；具有極大的市場(chǎng)前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

實(shí)施例1：本實(shí)施例公開(kāi)了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實(shí)施例2：本實(shí)施例公開(kāi)了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實(shí)施例3：本實(shí)施例公開(kāi)了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實(shí)施例4：本實(shí)施例公開(kāi)了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實(shí)施例5：本實(shí)施例公開(kāi)了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實(shí)施例6：本實(shí)施例公開(kāi)了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實(shí)施例7：本實(shí)施例公開(kāi)了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實(shí)施例8本實(shí)施例公開(kāi)了實(shí)施例1-7所述紫外光固化材料的制備方法：

1)聚脲單體的制備：丙烯酰氯，在氫氧化鈉中和后加入50％的甲苯溶劑，經(jīng)水洗、脫水、分離后制得所需的聚脲單體；

2)按照各實(shí)施例的配比要求，稱量各原料物質(zhì)；

3)在裝有攪拌器、溫度計(jì)、冷凝器及加料槽的反應(yīng)釜中，按照實(shí)驗(yàn)配比加入低聚物脂肪族環(huán)氧丙烯酸酯脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和改性聚脲單體及活性稀釋劑，攪拌均勻后；

4)在裝有單體和稀釋劑的反應(yīng)釜中，緩慢加入分散劑、流平劑，攪拌均勻；

5)往反應(yīng)釜里面加入引發(fā)劑和固化酶，反應(yīng)釜溫度加熱至40-60℃，待溶液呈透明顏色后停止攪拌即得目標(biāo)產(chǎn)物，降至常溫后裝入黑色塑膠瓶中。

實(shí)驗(yàn)例將實(shí)施例所制備的光固化材料置于3D打印機(jī)進(jìn)行打印測(cè)試，對(duì)3D打印光固化實(shí)體材料以及成型產(chǎn)品的性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示：

表1

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。