[发明专利]可用于三维打印快速成型的不饱和聚酯树脂及其制备方法

说明书

本发明提供可用于三维打印快速成型的不饱和聚酯树脂及其制备方法，其是由以下质量份数的各组分组成：不饱和聚酯树脂50~100份、环氧树脂10~50份、增韧剂10~50份、光引发剂0.5~2份、环烷酸钴0.05~1份、填料10~30份、稀释剂30~50份，制备方法包括以下步骤：1)将不饱和聚酯树脂、环氧树脂和稀释剂混匀搅拌0.5~2h，然后再加入增韧剂，搅拌1~2小时，得树脂混合液；2)向上述树脂混合液中依次加入光引发剂和填料，搅拌一定时间后加入环烷酸钴，继续搅拌后进行真空脱泡处理，得到产品，该方法制备出的不饱和聚酯树脂具有在紫外光作用下快速固化的效果，且可以较好应用于三维打印领域。本发明可用于三维打印快速成型的不饱和聚酯树脂具有强度好，极低的固化收缩率，成本低等特点。

技术领域

本发明涉及不饱和聚酯树脂加工制备技术领域，尤其涉及可用于三维打印快速成型的不饱和聚酯树脂及其制备方法。

背景技术

不饱和聚酯树脂，由二元醇与不饱和二元酸酐或者不饱和二元羧酸，饱和二元酸酐或饱和二元羧酸熔融缩聚而成的线型预聚物，在加热、光照、辐射以及光引发剂作用下与乙烯基单体共聚，交联固化为网络结构的热固性树脂。不饱和聚酯树脂由于优异的成型性和良好的综合使用性能长期受到人们的关注，广泛用于建筑、船舶、汽车、电子电器等领域，是复合材料领域用量最大的一类树脂。

三维打印技术又称为增材制造技术，实际上是一种快速成型的新兴技术，以数字模拟为基础，利用塑料、粉末金属等材料进行逐层打印实现三维立体结构。目前，三维打印主要用于产品原型、模具制造、珠宝制作等领域，以替代传统依赖精细加工的领域。另外，三维打印逐渐应用于医学、生物工程、航空等领域，具有较大的开拓空间。

光固化成型用的树脂材料主要为不饱和聚酯，但目前用于三维打印光固化的不饱和聚酯树脂存在固化速度慢、固化所用光引发剂加入量大等缺点。因此有必要开发一种简单便捷的不饱和聚酯树脂用三维打印快速成型材料。此种方法的优点在于生产工艺较简单、价格便宜，因此应用也较为广泛。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供可用于三维打印快速成型的不饱和聚酯树脂及其制备方法，制备出的不饱和聚酯树脂具有在紫外光作用下快速固化的效果，且可以较好应用于三维打印领域。本发明可用于三维打印快速成型的不饱和聚酯树脂具有强度好，极低的固化收缩率，成本低等特点。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：可用于三维打印快速成型的不饱和聚酯树脂，其是由以下质量份数的各组分组成：不饱和聚酯树脂50~100份、环氧树脂10~50份、增韧剂10~50份、光引发剂0.5~2份、环烷酸钴0.05~1份、填料10~30份、稀释剂30~50份。

进一步的，所述不饱和聚酯树脂为邻苯二甲酸型、间苯二甲酸型、双酚A型和乙烯基型不饱和聚酯树脂中的一种或一种以上的混合物。

进一步的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂和丙烯酸环氧树脂中的一种或一种以上的混合物。

进一步的，增韧剂的制备方法包括以下步骤：（1）、以质量份数计，将苯乙烯单体15~35份、聚甲基吡咯烷酮2~5份、十二烷基苯磺酸5~10份溶于去离子水30~50份中，在温度为50~60℃，搅拌速度为500~650r/min的条件下搅拌5~6h，得到白色乳液；（2）、在步骤（1）得到的白色乳液中加入无水乙醇250~300份，搅拌均匀后加入氨水调节pH至9.5~10.5，加入正硅酸乙酯5～10份，在温度为35～45℃，搅拌速度为250～300r/min的条件下搅拌16～20h，将得到的产物进行离心、洗涤、干燥，得到聚苯乙烯/二氧化硅核壳结构微球增韧剂。

进一步的，所述光引发剂为Irgacure-2959、Irgacure-MBF、Irgacure-784、Irgacure-TPO的一种或一种以上的混合物。

进一步的，所述填料为碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或一种以上的混合物。