本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光固化樹脂材料。

背景技術(shù)：

3d打印技術(shù)是增材制造技術(shù)的通稱，是一項(xiàng)具有數(shù)字化制造、高度柔性和適應(yīng)性、直接cad模型驅(qū)動(dòng)、快速、材料類型豐富多樣等鮮明特點(diǎn)的先進(jìn)制造技術(shù)，其可將原型的幾何形狀、結(jié)構(gòu)和所選材料的組合信息建立數(shù)據(jù)化描述模型，之后把這些信息輸出到計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電集成制造系統(tǒng)進(jìn)行逐點(diǎn)、逐線、逐面的三維堆砌成型生產(chǎn)三維實(shí)體。相對(duì)于傳統(tǒng)的減材制造加工技術(shù)，增材制造技術(shù)無需原胚和模具就能直接通過計(jì)算機(jī)模型數(shù)據(jù)，通過逐層疊加的方法生產(chǎn)任何所需的實(shí)體件，能夠有效的簡化產(chǎn)品的制造程序、縮短產(chǎn)品的研制周期，提高效率并降低成本。3d打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、模具制造、生物工程及醫(yī)療、建筑、藝術(shù)制造等諸多領(lǐng)域。光固化快速成型（sla）是目前市場上常見的一種3d打印方法，此方法能夠制造出高精度的制造件，已被很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

隨著激光的掃描速度增加，成型的速度也會(huì)更快。然而，激光的掃描速度并不是可以無限制的增加，一方面受制于振鏡的速度，另一方面更受制于樹脂固化所需的能量高低，在激光功率一定的情況下，激光的掃描速度越快，那么樹脂所獲得的能量越低，如果能量過低，樹脂則無法固化。目前sla光固化樹脂主要是由環(huán)氧樹脂與丙烯酸酯組成的陽離子-自由基混雜型體系，其中常見環(huán)氧樹脂固化所需的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于丙烯酸酯，致使整體樹脂固化所需的能量受限于環(huán)氧樹脂。如在250mw激光功率的sla成型機(jī)中，使用目前市售的環(huán)氧樹脂，掃描速度很難超過5000mm/s，即便可以成型，也會(huì)由于樹脂接收的能量太低而造成殘有大量未固化的環(huán)氧樹脂，從而使得成型工件在后續(xù)的后固化處理過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的尺寸收縮變形，進(jìn)而造成工件精度無法保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種提高生產(chǎn)效率、且具有優(yōu)異的力學(xué)性能的光固化樹脂材料。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種光固化樹脂材料，包括以下各組分及其重量百分含量：剛性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂10-30%，柔性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂10-30%，丙烯酸酯類單體或預(yù)聚體20-70%，氧雜環(huán)丁烷活性稀釋劑5-30%，引發(fā)劑1-10%。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述光固化樹脂材料還包括增感劑，其重量百分比含量為0.1-0.5%。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述增感劑為2,4.二乙基硫雜葸酮。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述剛性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述柔性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為雙((3,4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯、3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯和己內(nèi)酯的聚合物的一種或兩種。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述丙烯酸酯類為三環(huán)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，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，三羥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，雙三羥基丙烷四丙烯酸酯，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，環(huán)氧丙烯酸酯的一種或幾種。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述氧雜環(huán)丁烷活性稀釋劑為3-羥甲基-1-氧雜環(huán)丁烷、2-羥甲基氧雜環(huán)丁烷、3-甲基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷中的一種或幾種。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述引發(fā)劑為碘鎓鹽、硫鎓鹽、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯甲酮、安息香二甲醚、氯化二苯甲酮中的一種或幾種。

本發(fā)明的光固化樹脂材料具有以下有益效果：

本發(fā)明的光固化樹脂材料通過采用定量的剛性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與定量的柔性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的復(fù)配，以及其與定量的丙烯酸酯類單體或預(yù)聚體、氧雜環(huán)丁烷活性稀釋劑、引發(fā)劑組成，使得由此構(gòu)成的光固化樹脂材料不僅實(shí)現(xiàn)了所需能量低，即適用于更高掃描速度的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有優(yōu)異的力學(xué)性能（如良好的拉伸與彎曲性能、較高的沖擊韌性等），因此，本發(fā)明的光固化樹脂材料可很好地適用于光固化成型技術(shù)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種光固化樹脂材料，包括以下各組分及其重量百分含量：剛性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂10-30%，柔性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂10-30%，丙烯酸酯類單體或預(yù)聚體20-70%，氧雜環(huán)丁烷活性稀釋劑5-30%，引發(fā)劑1-10%。

在此需說明的是，所述剛性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂是指，分子結(jié)構(gòu)中具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的3,4-環(huán)氧環(huán)己基，并且連接任意兩個(gè)3,4-環(huán)氧環(huán)己基的原子鏈中原子數(shù)量在1～5個(gè)，例如其可為3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯。所述柔性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂是指，分子結(jié)構(gòu)中具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的3,4-環(huán)氧環(huán)己基，并且連接任意兩個(gè)3,4-環(huán)氧環(huán)己基的原子鏈中原子數(shù)量大于等于8個(gè)，例如其可為柔性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為雙((3,4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯、3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯和己內(nèi)酯的聚合物的一種或兩種。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述光固化樹脂材料還包括增感劑，其重量百分比含量為0.1-0.5%，其目的是更進(jìn)一步提高了本發(fā)明光固化樹脂材料的打印速度。具體實(shí)施中，所述增感劑可為2,4.二乙基硫雜葸酮（簡稱detx）。

所述丙烯酸酯類為三環(huán)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，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，三羥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，雙三羥基丙烷四丙烯酸酯，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，環(huán)氧丙烯酸酯的一種或幾種。

所述氧雜環(huán)丁烷活性稀釋劑為3-羥甲基-1-氧雜環(huán)丁烷、2-羥甲基氧雜環(huán)丁烷、3-甲基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷中的一種或幾種。

所述引發(fā)劑為碘鎓鹽、硫鎓鹽、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯甲酮、安息香二甲醚、氯化二苯甲酮中的一種或幾種。

可以理解的是，以上對(duì)剛性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，柔性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，丙烯酸酯類單體或預(yù)聚體，氧雜環(huán)丁烷活性稀釋劑，引發(fā)劑所選材料雖然只做了部分例舉，但具體實(shí)施中，其不限于上述例舉情況。

為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解并實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案，以下通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

對(duì)比例

按照重量百分比，將雙酚a環(huán)氧樹脂21%，氫化雙酚a環(huán)氧樹脂20%，3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯15%，三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯2%，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯10%，二丙二醇二丙烯酸酯8%，3-羥甲基-1-氧雜環(huán)丁烷7%，2-羥甲基氧雜環(huán)丁烷11%，硫鎓鹽3%，二苯甲酮3%混合均勻制得光固化樹脂材料。

實(shí)施例1

按照重量百分比，將3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯22%，雙((3,4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯15%，三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯15%、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯10%，二季戊四醇五丙烯酸酯18%，3-羥甲基-1-氧雜環(huán)丁烷15%，硫鎓鹽2%，二苯甲酮2.9%，2,4.二乙基硫雜葸酮0.1%混合均勻制得光固化樹脂材料。

實(shí)施例2

按照重量百分比，將3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯30%，雙((3,4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯7%，三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯5%、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯25%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10%，3-羥甲基-1-氧雜環(huán)丁烷8%，2-羥甲基氧雜環(huán)丁烷10%，碘鎓鹽2%，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮2.9%混合均勻制得光固化樹脂材料。

實(shí)施例3

按照重量百分比，將3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯10%，雙((3,4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯20%，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯12%、1,6-己二醇二丙烯酸酯25%，丙氧化丙三醇三丙烯酸酯6%，3-羥甲基-1-氧雜環(huán)丁烷3%，2-羥甲基氧雜環(huán)丁烷18%，硫鎓鹽3%，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮2.8%，2,4.二乙基硫雜葸酮0.2%混合均勻制得光固化樹脂材料。

實(shí)施例4

按照重量百分比，將3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯15%，3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯和己內(nèi)酯的聚合物10%，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯20%，乙二醇二甲基丙烯酸酯25%，二季戊四醇五丙烯酸酯9%，3-羥甲基-1-氧雜環(huán)丁烷15%，硫鎓鹽3%，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮2.8%，2,4.二乙基硫雜葸酮0.2%混合均勻制得光固化樹脂材料。

將上述對(duì)比例、實(shí)施例1-實(shí)施例4所制得的光固化樹脂材料進(jìn)行相關(guān)性能測試，得到的測試結(jié)果如下表1。

表1對(duì)比例、實(shí)施例1-實(shí)施例4提供的光固化樹脂材料的性能

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不代表對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。