一种尼龙微球改性光敏树脂、制备方法及其在3D打印的应用技术

本发明专利技术提供一种尼龙微球改性光敏树脂、制备方法及其在3D打印的应用，尼龙微球改性光敏树脂是由丙烯酸酯30～50份、环氧树脂30～50份、尼龙微球5～50份、光稳剂0.1～5份、稀释剂20～30份、消泡剂0.1～5份、流平剂0.1～5份、阳离子型引发剂1～10份和自由基型光聚合引发剂1～10份。本发明专利技术制备的尼龙微球改性光敏树脂具有成型速度快、力学强度高、尺寸稳定性好等优点，此外制备工艺简单，可直接应用和推广于3D打印领域制备具有复杂结构的部件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子
，具体涉及一种尼龙微球改性光敏树脂、制备方法及其在3D打印的应用。 
技术介绍
3D打印机技术是基于材料堆积法的新型快速成型制造技术，工作时先由铺粉辊左右移动，将供粉缸里的粉末在成型缸上均匀铺设，然后根据设计好的零件模型由打印头在第一层粉末上喷出此截面形状，然后成型缸向下移动，再按照此步骤打印第二层，通过层间叠加使零件整体各截面重叠起来形成制品。国内3D打印的普及程度较低，有关其专用光敏树脂材料的报道更是鲜有，早期的研究成果中普遍存在的问题有制件力学强度低、固化效率低和尺寸稳定性差等不足；另外用于3D打印的尼龙粉末材料均采用将尼龙树脂直接粉碎或溶解于有机溶剂后结晶析出的方法制备，该原料的稳定性差，所得制品强度低、韧性差。本专利技术在这些方面均有所改善。本专利技术所采用的尼龙微球制备方法见专利CN 101077910，是一种粒径可控的高分子量尼龙微球。在成型速度方面，本专利技术提供的用于3D打印的光敏树脂固化速度快，可大幅缩短研发和生产周期。在力学强度方面，微米级别尼龙微球的加入可大幅提高其各项力学性能，并提高尺寸稳定性。本专利技术制备工艺简单，可直接应用和推广于3D打印领域制备具有复杂结构的部件。 
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种尼龙微球改性光敏树脂及其制备方法，本专利技术制备的尼龙微球改性光敏树脂具有成型速度快、力学强度高、尺寸稳定性好等优点。本专利技术的第三个目的是提供该尼龙微球改性光敏树脂在3D打印的应用。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种尼龙微球改性光敏树脂，其特征在于：由下述组份按重量份制备而成：丙烯酸酯30～50份，环氧树脂30～50份，尼龙微球5～50份，光稳剂0.1～5份，稀释剂20～30份，消泡剂0.1～5份，流平剂0.1～5份，抗氧剂0.1～5份阳离子型引发剂1～10份，自由基型光聚合引发剂1～10份。所述的丙烯酸酯为环氧丙烯酸单酯、聚氨酯丙烯酸酯和多元醇丙烯酸酯丙烯酸中的至少一种。所述的环氧树脂为酚醛型环氧树脂、双酚S型环氧树脂和氨基环氧树脂中的至少一种。所述的尼龙微球为尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8或尼龙12微球，粒径为0.1μm～500μm。所述的光稳剂为2,4-二羧基二苯甲酮、氯化苯并三唑或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。所述的稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚和三丙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。所述的消泡剂为二甲基聚硅氧烷、环氧乙烷环氧丙烷共聚醚和聚醚硅氧烷中的至少一种；所述的流平剂为有机硅-环氧乙烷共聚物、有机硅-环氧丙烷共聚物和聚二甲基硅氧烷中的至少一种；所述的抗氧剂为四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的至少一种。。所述的阳离子型引发剂为碘鎓盐或锍鎓盐。所述的自由基型光聚合引发剂为二苯甲酮、氯化二苯甲酮和安息香二甲醚中的至少一种。本专利技术的第二个目的是提供一种上述尼龙微球改性光敏树脂的制备方法，包括以下步骤：    （1）在装有搅拌器和冷凝管的特制玻璃三口瓶中，依次加入丙烯酸酯30～50份、环氧树脂30～50份、稀释剂20～30份、消泡剂0.1～5份、流平剂0.1～5份、阳离子型引发剂1～10份和自由基型光聚合引发剂1～10份，升温至50～80℃，搅拌约10min～30min，得到淡黄色均一液体；（2）在上述液体中加入尼龙微球5～50份、光稳剂0.1～5份和抗氧剂0.1～5份，超声分散10～30min至均一状态，即得到尼龙微球改性光敏树脂。本专利技术的第三个目的是提供该尼龙微球改性光敏树脂在3D打印的应用，在3D打印设备上将上述制备的尼龙微球改性光敏树脂制备成制件，其工艺参数为：光源功率5～15W，扫描速度1000～3000mm/s，烧结厚度为0.05～0.2mm。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术的尼龙微球改性光敏树脂组份中具有高分子量的尼龙微球可提高改性光敏树脂的力学强度和一定的尺寸稳定性；光引发剂与不饱和树脂的有效配合能加快改性光敏树脂的成型速度；不饱和环氧树脂与丙烯酸酯共同固化可大幅提高改性光敏树脂的尺寸稳定性；所以本专利技术制备的尼龙微球改性光敏树脂具有成型速度快、力学强度高、尺寸稳定性好等优点。2、本专利技术尼龙微球改性光敏树脂的制备工艺简单，易实现工业化生产。3、用本专利技术尼龙微球改性光敏树脂可直接应用和推广于3D打印领域制备具有复杂结构的部件，制成的制件的弯曲强度、收缩率等有较大的提升，根据ASTM D790和ASTM D 955-08检测其弯曲强度和收缩率，最大为105MPa，较改性前光敏树脂提高了75%；制件的收缩率最小为0.7%，较改性前光敏树脂减小了53%。 具体实施方式下面结合具体实施例对本
技术实现思路
进行进一步的说明，但所述实施例并非是对本专利技术实质精神的简单限定，任何基于本专利技术实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于本专利技术所要求保护的范围之内。如无特别说明，各实施例中所述份数均为重量份。下面各实施例与对照实施例经3D打印制成的制件样品在23℃、50%湿度环境下调节后，分别采用ASTM D790和ASTM D 955-08其检测弯曲强度和收缩率，具体数据见表一所示。本专利技术的具体实施例如下：实施例1（1）在装有搅拌器和冷凝管的特制玻璃三口瓶中，依次加入环氧丙烯酸单酯15份、聚氨酯丙烯酸酯15份、酚醛型环氧树脂30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、乙氧化基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、二甲基聚硅氧烷0.1份、聚醚硅氧烷0.1份、有机硅-环氧乙烷共聚物0.1份、有机硅-环氧丙烷共聚物0.1份、碘鎓盐1份、锍鎓盐1份、二苯甲酮6份、氯化二苯甲酮4份，升温至50℃，搅拌约30min，得到淡黄色均一液体；（2）在上述液体中加入尼龙4微球5份、光稳剂2,4-二羧基二苯甲酮1份、光稳剂氯化苯并三唑4份、抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.1份和抗氧剂三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯0.5份，超声分散10min至均一状态，即得到尼龙微球改性光敏树脂；（3）在3D打印设备上将上述尼龙微球改性光敏树脂制备为制件，工艺参数为：光源功率15W，扫描速度1000mm/s，烧结厚度为0.2mm。成型制件性能检测见表一。实施例2（1）在装有搅拌器和冷凝管的特制玻璃三口瓶中，依次加入环氧丙烯酸单酯30份、酚醛型环氧树脂50份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20份、二甲基聚硅氧烷 0.1份、有机硅-环氧乙烷共聚物 1份、碘鎓盐1份、二苯甲酮8份，升温至60℃，搅拌约20min，得到淡黄色均一液体；（2）在上述液体中加入尼龙4微球10份、光稳剂2,4-二羧基二苯甲酮2份和抗氧剂四(3,5-二叔丁基-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尼龙微球改性光敏树脂，其特征在于：由下述组份按重量份制备而成：丙烯酸酯30～50份，环氧树脂30～50份，尼龙微球5～50份，光稳剂0.1～5份，稀释剂20～30份，消泡剂0.1～5份，流平剂0.1～5份，抗氧剂0.1～5份阳离子型引发剂1～10份，自由基型光聚合引发剂1～10份，所述的尼龙微球是粒径为0.1～500μm的尼龙4微球、尼龙6微球、尼龙7微球、尼龙8微球或尼龙12微球。

【技术特征摘要】
1.一种尼龙微球改性光敏树脂，其特征在于：由下述组份按重量份制备而成：
丙烯酸酯30～50份，
环氧树脂30～50份，
尼龙微球5～50份，
光稳剂0.1～5份，
稀释剂20～30份，
消泡剂0.1～5份，
流平剂0.1～5份，
抗氧剂0.1～5份
阳离子型引发剂1～10份，
自由基型光聚合引发剂1～10份，
所述的尼龙微球是粒径为0.1～500μm的尼龙4微球、尼龙6微球、尼龙7微球、尼龙8微球或尼龙12微球。
2.根据权利要求1所述的一种尼龙微球改性光敏树脂，其特征在于：所述的丙烯酸酯为环氧丙烯酸单酯、聚氨酯丙烯酸酯和多元醇丙烯酸酯丙烯酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种尼龙微球改性光敏树脂，其特征在于：所述的环氧树脂为酚醛型环氧树脂、双酚S型环氧树脂和氨基环氧树脂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种尼龙微球改性光敏树脂，其特征在于：所述的光稳剂为2,4-二羧基二苯甲酮、氯化苯并三唑或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种尼龙微球改性光敏树脂，其特征在于：所述的稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚和三丙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种尼龙微球改性光敏树脂，其特征在于：所述的消泡剂为二甲基聚硅氧烷、环氧乙烷环氧丙烷共聚醚和聚醚硅氧烷中的至少一种；
所述的流平剂为有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，李枭，姚晨光，
申请(专利权)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34