[发明专利]硅改性3D打印光固化树脂、3D打印产品及其用途

说明书

本发明提供了一种硅改性3D打印光固化树脂、3D打印产品及其用途。所述硅改性3D打印光固化树脂按重量百分比包含：光固化低聚物20‑40wt％、活性稀释剂5‑30wt％、光引发剂0.1‑1wt％、触变促进剂1‑10wt％、改性碳纳米管/磷硅酸钙复合粉体20‑50wt％。本发明的光固化材料能顺利实现SLA/DLP原理的3D打印工艺，制作的产品具有0.1～0.2％的低体积收缩率，机械强度高，韧性好，拉伸强度100～120MPa，弯曲强度在120～130MPa，断裂伸长15～20％，户外耐候性测试六个月，机械性能指标保持在98～100％，可以作为终端产品材料使用。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种硅改性3D打印光固化树脂、3D打印产品及其用途。

背景技术

3D打印是借助于计算机辅助设计与控制，将液体材料通过层层叠加的方式来制造固体三维物体的成型方法，该技术发展至今，以立体光刻(SLA)和数字光处理技术(DLP)成型精度最好。SLA/DLP 3D成型技术所用材料均为液体光固化树脂，在特定波长的光能量下辐射固化，液体光敏树脂变成固体交联结构，材料本质上属于热固性交联树脂。因为其特殊的成型方法，对材料的性能要求更高，如更好的触变性，更快的交联速度、更高的交联密度，更低的体积收缩率，更好的耐高温性和更好的耐疲劳性等。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种硅改性3D打印光固化树脂、3D打印产品及其用途，该光固化材料具有特有的触变性，触变性赋予其具有适用于3D打印工艺的特性，光交联速度快，经光固化成型后的产品，具有收缩率小、耐高温性、耐磨性、耐久性以及极高的机械强度等性能，可用于军工、航天、汽车、生物医疗、电子电路等领域。

为了实现上述目的，本发明提供了一种硅改性3D打印光固化树脂，按重量百分比，包含：

进一步地，所述硅杂化甲基丙烯酸酯的制备方法包括以下步骤：

(1)在水浴加热和真空的条件下，加热干燥十八碳醇4小时后，冷却至常温，得到预处理的十八碳醇；

(2)按摩尔分数，将步骤(1)所述的100份预处理的十八碳醇和1-3份催化剂共同放入惰性气体保护的反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔分数200份的熔融状态的甲苯二异氰酸酯，不断搅拌，在温度100-105℃的条件下反应4-5小时，得到预反应基液；

(3)按摩尔分数，在流通的惰性气体保护下，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，逐滴加入5-10份的四氯硅烷，接着逐滴加入20-40份的去离子水，在温度100℃的条件下反应2小时，最后加入200份熔融状态的甲苯二异氰酸酯，继续反应4小时，得到多维度接枝反应基液；

(4)按摩尔分数，向步骤(3)所述的多维度接枝反应基液中，加入摩尔分数100份的甲基丙烯酸羟乙酯，反应完全，蒸馏，冷却，得到硅杂化甲基丙烯酸酯。

进一步地，所述硅烷偶联剂KH570改性白炭黑的制备方法包括以下步骤：

(1)在摩尔浓度为0.1-1mol/L的硅酸钠溶液中添加浓硫酸至pH为7，在80-90℃范围内反应1-1.5h得到白炭黑浆料；

(2)将白炭黑浆料进行膜过滤，洗涤1-3次，得到白炭黑湿料；

(3)将所述白炭黑湿料和硅烷偶联剂KH570在研磨机中混合均匀，质量比为10:1，放入反应釜中加热，加热温度100-120℃，加热时间1-2h，然后真空烘干并自然冷却，再次研磨，得到硅烷偶联剂KH570改性白炭黑。

进一步地，所述光固化低聚物包括环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或者组合。