一种3D打印光敏硅胶及其制备方法技术

一种3D打印光敏硅胶及其制备方法，以重量份计，包含如下组分：乙烯基硅油40

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印光敏硅胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种3D打印光敏硅胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]不同于CNC等传统减材制造技术，3D打印是一种新兴的增材制造技术，具有材料损耗小、工艺简单、可一体成型、转换方便等优点。
[0003]最常见的3D打印技术有熔融沉积法（FDM）、选择性激光烧结法（SLM）和光固化成型法，其中光固化成型法商业化最早、发展最快也应用最广泛，主要包括立体激光固化法（SLA）、投影成型法（DLP）和数字光处理法（LCD）。
[0004]光固化成型法3D打印技术使用的耗材被统称为光敏树脂，一般由以丙烯酸酯或者改性丙烯酸酯为主的自由基光固化体系和以环氧树脂为主的阳离子光固化体系混杂而成。光敏树脂除了具有良好的打印应用性能，通过配方变化，还具有广泛的物理、化学和机械性能。然而，限于丙烯酸酯和环氧树脂的特性，当前光敏树脂难以达到类似硅胶高弹、高断裂伸长率同时还具有良好生物相容性的性能，因而也大大限制了3D打印技术在医疗领域和翻模铸造领域的应用。
[0005]本专利技术提出了一种3D打印光敏硅胶，可应用于上述三种光固化成型3D打印技术，纯硅胶含量≥90%，成型后弹性良好，断裂伸长率≥200%，具有良好生物相容性和优异的疏水疏油性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种可用于立体激光固化法（SLA）、投影成型法（DLP）和数字光处理法（LCD）三种3D打印技术的光敏树脂，成型后具有传统硅胶相似性能，可应用于医疗和翻模铸造领域，填补长期以来3D打印光敏树脂中该种材料的空缺。
[0007]为了实现上述的专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下，以重量份计，包含如下组分：乙烯基硅油40
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90份巯基硅油5
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30份紫外光固化自由基光引发剂1
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10份有机硅改性丙烯酸酯0.5
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8份疏水白炭黑2
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10份抗菌剂0.05
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5份阻聚剂0.05
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0.5份色粉1
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20份作为优选的，所述的所述的乙烯基硅油为粘度50cP
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2000cP、乙烯基含量1
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10摩尔百分比的端乙烯基硅油和多乙烯基硅油，或者两者的混合物。适当的乙烯基含量保证光固化反应速度和交联结构密度，而合适的粘度则保证3D打印的适用性和精度。
[0008]作为优选的，所述的巯基硅油为粘度50cP
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1000cP、巯基占全碳链的数量比1%
‑
15%的阴离子型巯基硅油。巯基硅油作为硫醇烯光固化反应体系中的硫醇供体，能提高反应速度且与乙烯基硅油有很好的相容性。
[0009]作为优选的，所述的紫外光固化自由基光引发剂为1
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羟基
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环己基
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苯基甲酮、2,4,6
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三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、2,4,6
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三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、安息香双甲醚、2
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羟基
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甲基苯基丙烷
‑1‑
酮、二苯甲酮、苯甲酰甲酸甲酯其中的一种或者几种混合物。紫外光自由基引发剂选择性受不同波长紫外光源激发，释放出自由基，引发与巯基和乙烯基之间连锁聚合反应。
[0010]作为优选的，所述的有机硅改性丙烯酸酯为短链聚硅氧烷与长链聚丙烯酸酯交联而成的具有光固化特性、亲硅油的有机硅改性丙烯酸酯。有机硅改性丙烯酸酯参与光固化反应，提高本专利技术反应速度且改善固化后的硬度。
[0011]作为优选的，所述的疏水白炭黑为用六甲基二硅胺烷进行表面改性的疏水型气相二氧化硅。疏水改性后的气相二氧化硅与硅油相容性更好，同时也可以增强体本专利技术固化后的抗撕裂性和硬度。
[0012]作为优选的，所述的抗菌剂为银离子抗菌剂和天然抗菌剂其中的一种或者几种混合物。银离子抗菌剂和天然抗菌剂的加入，可以很好的抑制本专利技术在长期存放和应用过程中发霉生菌，满足本专利技术医疗领域应用要求。
[0013]作为优选的，所述的阻聚剂为对苯二酚（HQ）、2
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叔丁基对苯二酚（MTBHQ）、甲基氢醌（THQ）、2，5
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二叔丁基对苯二酚（DTBHQ）、 N
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亚硝基苯胲铝盐（NPAL）其中一种或者几种混合物。阻聚剂有助于抑制硫醇烯体系的暗反应和弱光反应，提高本专利技术的长期贮存稳定性。
[0014]本专利技术还提供了一种上述3D打印光敏硅胶的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将乙烯基硅油和巯基硅油按组分配比，简单机械搅拌混合均匀。
[0015]步骤2：将紫外光自由基引发剂按组分配比加入上述混合物，同时一边乳化一边加热至80℃
‑
90℃，保持恒温搅拌直到引发剂完全溶解。
[0016]步骤3：按组分配比，依次加入有机硅改性丙烯酸酯、抗菌剂和阻聚剂，乳化混合均匀。
[0017]步骤4：更换采用高速分散设备，按组分配比，依次加入疏水白炭黑和色粉，持续以≥2000转/分钟的速度进行高速分散，直至粒径刮板细度≤5微米。
[0018]步骤5：采用200目滤网进行过滤得到成品。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：有益效果1：本专利技术实现了用光固化3D打印的方式直接制作硅胶成品，无需混炼和磨具，方便快捷，精度高，成品性能接近传统混炼硅胶。
[0020]有益效果2：本专利技术3D打印光敏硅胶具有良好的生物相容性和优异的抗菌性，可用于多种医疗用途。
具体实施方式
[0021]以下结合具体优选实施例对本专利技术的一种3D打印光敏硅胶及其制备方法进行详细阐述。
[0022]实例1：
步骤1：将70份乙烯基硅油和20份巯基硅油简单机械搅拌混合均匀。
[0023]步骤2：将3份紫外光自由基引发剂加入上述混合物，同时一边乳化一边加热至80℃，保持恒温搅拌30分钟后引发剂完全溶解。
[0024]步骤3：依次加入有2份机硅改性丙烯酸酯、0.2份抗菌剂和0.1份阻聚剂，乳化混合均匀。
[0025]步骤4：更换采用高速分散设备，依次加入4份疏水白炭黑和0.7份色粉，持续以2000转/分钟的速度进行高速分散，1小时后粒径刮板细度≤5微米。
[0026]步骤5：采用200目滤网进行过滤得到成品。
[0027]实例2：步骤1：将75份乙烯基硅油和15份巯基硅油简单机械搅拌混合均匀。
[0028]步骤2：将3份紫外光自由基引发剂加入上述混合物，同时一边乳化一边加热至80℃，保持恒温搅拌30分钟后引发剂完全溶解。
[0029]步骤3：依次加入有2份机硅改性丙烯酸酯、0.2份抗菌剂和0.1份阻聚剂，乳化混合均匀。
[0030]步骤4：更换采用高速分散设备，依次加入4份疏水白炭黑和0.7份色粉，持续以2000转/分钟的速度进行高速分散，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印光敏硅胶，其组成为：40%
‑
90%乙烯基硅油，5%
‑
30%巯基硅油，1%
‑
10%紫外光固化自由基光引发剂，0.5%
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8%有机硅改性丙烯酸酯，2%
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10%疏水白炭黑，0.05%
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5%抗菌剂，0.05
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5%阻聚剂，1%
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20%色粉，以上百分数为质量百分数。2.根据权利要求1所述的3D打印光敏硅胶，其特征是：乙烯基硅油的乙烯基含量为1
‑
10摩尔百分比。3.根据权利要求1所述的3D打印光敏硅胶，其特征是：巯基硅油的巯基占全碳链的数量比为1
‑
15%。4.根据权利要求1所述的3D打印光敏硅胶，其特征是：紫外光固化光引发剂为1
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羟基
‑
环己基
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苯基甲酮、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、安息香双甲醚、2...

【专利技术属性】
技术研发人员：白旭义，
申请(专利权)人：广州企精新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：