[发明专利]一种用于3D打印技术的导电树脂及其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种用于3D打印技术的导电树脂及其制备方法及应用，属于3D打印材料技术领域。其包括：按重量份计，聚合反应材料70～95份、导电材料20～35份和光引发剂0.5～3份；所述聚合反应材料包括：丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙烯醇、丙烯酰胺和改性聚二甲基硅氧烷。本发明的聚合反应材料各组分相互协同，通过物理交联和化学交联形成稳定的三维网络结构，能有效提高树脂的机械性能，解决分散于水中的导电材料在树脂中均匀分散的问题，从而提高导电树脂的导电稳定性以及避免类似组分导电水凝胶因失水机械性能变差的问题。该树脂制备方法简单，经光固化3D打印技术制造，在柔性传感等领域具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及3D打印材料技术领域，具体涉及一种用于3D打印技术的导电树脂及其制备方法及应用。

背景技术

3D打印技术(也称为增材制造)旨在制造无需模具或机械加工的复杂三维结构。由于光固化树脂的配方多样性和组分可调节的开放性，基于光聚合的3D打印技术在市场化应用上更具优势，适合打印表面平滑和结构精细的三维图形。立体光刻(SLA)，数字光处理(DLP)和连续液体界面生产(CLIP)等3D光聚合技术，使复杂多功能材料系统的3D制造具有可控的光学、化学和机械性能。使用这些技术也可以实现低特征尺寸(亚微米范围内)的高分辨率。因此，该技术在微流控、生物医学设备、软机器人、外科、组织工程、牙科和药物输送等各个领域开辟了新的方向。

数字光处理技术在保持高制造精度的同时缩短了打印时间。数字光处理技术的特点是使用紫外光源选择性辐照固化每一层液态树脂，这区别于逐点曝光的SLA技术。在数字光处理系统中，光源从树脂槽底部发光，图形成型平台从上方浸入树脂中。因此，数字光处理技术消耗的树脂量较低，且固化层不与空气直接接触(放置在容器底部)，在一定程度上避免了氧对聚合的抑制作用。

在3D打印技术中，器件传感层和电极的导电膜层需要树脂与导电材料预先均匀混合，再参与到打印制造中。在实践操作中，导电固体粉末很难与树脂均匀混合，树脂中过多的导电填料还会影响树脂的柔韧性和弹性，从而影响打印材料的机械性能和导电性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于3D打印技术的导电树脂及其制备方法及应用，以解决现有3D打印材料中导电填料与树脂混合不均匀以及树脂的柔韧性和弹性差，从而影响打印材料的机械性能和导电性的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于3D打印技术的导电树脂，包括：按重量份计，聚合反应材料60～95份、导电材料20～40份和光引发剂0.5～5份；

所述聚合反应材料包括：丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙烯醇、丙烯酰胺和改性聚二甲基硅氧烷。

进一步地，所述的用于3D打印技术的导电树脂，包括：按重量份计，聚合反应材料60～80份、导电材料20～40份和光引发剂0.5～5份。

进一步地，所述的用于3D打印技术的导电树脂，包括：按重量份计，聚合反应材料70～80份、导电材料25～30份和光引发剂1～2份。

进一步地，所述聚合反应材料中，丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙烯醇、丙烯酰胺和改性聚二甲基硅氧烷的质量比为(0.5～1)：(0.01～0.2)：(0.1～0.2)：(0.5～1)：(0.1～0.5)。

进一步地，所述导电材料包括：碳纳米管、银纳米线、石墨烯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)、二维层状结构的金属碳化物和二维层状结构的金属氮化物(MXene)中的一种或几种。