[发明专利]一种原位双重固化3d打印光敏树脂及光固化打印方法

说明书

本发明提供了一种原位双重固化的3d打印光敏树脂组合物，包括按重量份计的以下各组分：光固化树脂预聚物10‑50份；光固化活性稀释剂5‑40份；光引发剂0.5‑5份；热固化树脂预聚物10‑50份；扩链剂1‑10份；改性助剂0‑5份；其中，所述热固化树脂预聚物为活泼端基被亲核试剂封闭的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯，其官能度为2‑6，所述亲核试剂为含活性氨基或羟基的小分子试。本发明所述的原位双重固化的3D打印用光敏树脂组合物及其打印方法，采用光‑热双重固化体系进行3D打印，在光固化制件过程中利用光固化反应热原位热固化，制件完成后再进行短时加热固化。按照本发明方案获得的光敏树脂所制的零部件，具有比传统方案更好的力学性能。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体地，涉及一种原位双重固化3d打印光敏树脂及光固化打印方法。

背景技术

3D打印是一种快速成型技术，通过光敏树脂固化以一定的形状固化成形，可以快速、精准、低成本的获得各种结构的工件，具有打印精度高，表面光滑度高，成型速度快等优点。

US2015/036902公开了一种多重固化光敏树脂材料，其是将封端的聚氨酯在紫外光下固化后，再经解封，加热重排而得到的高性能3D打印材料。

CN112724605公开了一种双重固化相分离型连续3D打印高精度光敏树脂组合物，该发明摒弃了层的概念，在光固化3D打印中，通紫外光的连续照射，使得液体光敏树脂转变为固体。然而，由于紫外光穿透度有限，紫外光无法穿透的部分，不会固化，从而造成产品固化程度不均一，对于较厚样品，固化程度不均一尤其明显。另外，紫外光在引发聚合反应的同时，也会破坏材料中过的碳碳双键，造成材料老化降解，这些缺陷限制了光固化技术的推广和应用。

CN106947034A公开了一种可热后固化的3D打印光敏树脂及其制备方法和应用。所述光敏树脂包括：预聚物、稀释剂、光引发剂、热引发剂，其中所述热引发剂在其半衰期为一小时时的分解温度大于或等于100℃；各组分重量份如下：预聚物50-70份，稀释剂30-50份，光引发剂1-5份，热引发剂0.5-5份。本发明的3D打印光敏树脂，在光固化3D打印成型后，后固化方式可选择烘箱等稳定的恒温加热设备进行热后固化。然而，使用该专利的技术方案产品成功率低，不能达成生产需要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了光-热双固化3D打印光敏树脂组合物及光固化打印方法，先用光固化成型为固态打印件，然后再进行补充光固化，最后进行热固化得到产品，从而进行分步精细化固化，提高产品的成功率。

本发明的技术方案如下：一种原位双重固化的3d打印光敏树脂组合物，包括按重量份计的以下各组分：

光固化树脂预聚物10-50份；

光固化活性稀释剂5-40份；

光引发剂0.5-5份；

热固化树脂预聚物10-50份；

扩链剂1-10份；

改性助剂0-5份；

其中，所述热固化树脂预聚物为活泼端基被亲核试剂封闭的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯，其官能度为2-6，所述亲核试剂为含活性氨基或羟基的小分子试剂。

所述光固化树脂预聚物为丙烯酸酯预聚物，其官能度大于2。

所述的光固化活性稀释剂为N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基己内酰胺，甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸羟丙酯，甲基丙烯酸异冰片酯，丙烯酸己内酯中的一种或其任意混合物。

所述扩链剂为官能度等于2，分子量小于800的二元醇、二元胺或醇胺。

所述的改性助剂包括流平剂、抗氧剂和消泡剂中的至少一种及其任意混合物。