一种用于制造技术

本发明专利技术公开了一种用于

【技术实现步骤摘要】
一种用于3D打印的软质光敏高分子材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种用于
3D
打印的软质光敏高分子材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]3D
打印技术
(Three Dimensional Printing)
是一种通过材料的离散
/
堆积完成实体模型的加工的快速成型技术，其与传统的去除材料加工工艺存在很多不同之处，是一种集合了诸多前沿技术和知识的综合性加工成型技术
。3D
打印具有制造周期短
、
易于复杂结构成型
、
节材节能等优势，特别是突破了传统零件在外型设计和加工工艺上的限制，理论上可以生产任何形状的零件
。
其与信息网络技术的深度融合，给传统制造业带来变革性的影响，是新一轮工业革命的标志性技术之一
。
已广泛应用于医疗
、
科研
、
文物
、
制造
、
汽车
、
饰品
、
玩具
、
服装
、
建筑等领域
。UV
光固化
3D
打印技术相比其它类型
3D
打印技术，精度更高，打印温度更低，打印时间更短，因此光固化
3D
打印技术近些年发展非常迅速
。
[0003]然而，
UV
光固化
3Dr/>打印工艺要求在短时间具备足够的机械强度，因为
3D
打印过程中打印件不断受到应力作用，软质材料容易出现尺寸变形甚至出现拉断等问题，从而导致打印失败
。
目前低于
30A
的软质材料，比如水凝胶材料，只能打印小型结构件
(
通常与打印基板的接触面积不超过
100cm2)。
而软质材料的打印需求非常大，软质材料赋予的柔韧性
、
舒适度
、
触感是传统
3D
打印材料无法比拟的
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术不足，基于光固化技术和
3D
打印技术，在光敏树脂中加入具有可以与金属离子形成配位键的基团的光敏树脂单体或低聚物和金属盐，在
3D
打印设备中先通过
UV
光固化形成致密的交联结构，且具有足够的机械强度
。
再通过浸泡在金属螯合剂溶液中，破坏掉结构中的配位键，降低交联密度，从而获得硬度最低小于邵氏
30A
的软质结构件
。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种光敏高分子材料原料组合物，包括光敏树脂单体或低聚物
、
光引发剂
、
金属盐以及具有可以与金属离子形成配位键的基团的光敏树脂单体或低聚物，所述金属盐的金属离子选自
Zn
2+
、Cu
+
、Cu
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
、Co
2+
、Co
3+
、Ni
2+
、Mg
2+
、Ca
2+
、Al
3+
、Mn
2+
、Mn
4+
、Li
+
、Na
+
、K
+
和
Cs
+
中的一种或几种，所述可以与金属离子形成配位键的基团选自羧基
、NO3‑
、P2O
74
‑
、SCN
‑
、S2O
32
‑
、SO
42
‑
‑
中的一种或几种，所述光敏树脂单体或低聚物
。
[0007]所述光敏树脂单体或低聚物的单体，选自丙烯酸甲酯
、
甲基丙烯酸甲酯
、
环氧丙烯酸酯
、
丙烯酸羟乙酯
、
甲基丙烯酸羟乙酯
、
聚氨酯丙烯酸酯
、
聚氨酯甲基丙烯酸酯
、
聚酯丙烯酸酯
、
聚醚丙烯酸酯
、
四氢呋喃丙烯酸酯
、
丙烯酸月桂酯
、
甲基丙烯酸月桂酯
、
丙烯酸异冰片酯
、
丙烯酰吗啉
、
环己基丙烯酸酯
、
环己基甲基丙烯酸酯
、2
‑
苯氧乙基丙烯酸酯
、1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯
、
乙氧基乙基丙烯酸酯和
1,3
‑
丙二醇单丙烯酸酯；优选为丙烯酸甲酯
、
甲基丙烯
酸甲酯
、
环氧丙烯酸酯
、
聚氨酯丙烯酸酯
、
聚酯丙烯酸酯
、
聚醚丙烯酸酯
、
甲基丙烯酸月桂酯
、
丙烯酸异冰片酯
、
丙烯酰吗啉中的一种或几种
。
[0008]当所述光敏树脂单体或低聚物为上述具体选择中的两种及以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可
[0009]所述具有可以与金属离子形成配位键的基团的光敏树脂单体或低聚物的单体选自丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
β
‑
(
丙烯酰氧
)
丙酸
、2
‑
丙烯基丙烯酸
、2
‑
(
三氟甲基
)
丙烯酸
、2
‑
苯基丙烯酸
、2
‑
呋喃丙烯酸
、3,3
‑
二甲基丙烯酸
、3,4
‑
二甲氧基苯丙烯酸；优选为丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
β
‑
(
丙烯酰氧
)
丙酸
、2
‑
丙烯基丙烯酸
、3,3
‑
二甲基丙烯酸中的一种或几种
。
[0010]当所述具有可以与金属离子形成配位键的基团的光敏树脂单体或低聚物的单体为上述具体选择中的两种及以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可
。
[0011]所述金属盐中的阴离子包括
Cl
‑
、NO3‑
、CH3COO
‑
、SO
42
‑
、PO
43<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光敏高分子材料原料组合物，包括光敏树脂单体或低聚物和光引发剂，其特征在于还包括金属盐以及具有可以与金属离子形成配位键的基团的光敏树脂单体或低聚物，所述金属盐的金属离子选自
Zn
2+
、Cu
+
、Cu
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
、Co
2+
、Co
3+
、Ni
2+
、Mg
2+
、Ca
2+
、Al
3+
、Mn
2+
、Mn
4+
、Li
+
、Na
+
、K
+
和
Cs
+
中的一种或几种，所述可以与金属离子形成配位键的基团选自羧基
、NO3‑
、P2O
74
‑
、SCN
‑
、S2O
32
‑
、SO
42
‑
‑
中的一种或几种
。2.
根据权利要求1所述的光敏高分子材料原料组合物，其特征在于，所述光敏树脂单体或低聚物的单体选自丙烯酸甲酯
、
甲基丙烯酸甲酯
、
环氧丙烯酸酯
、
丙烯酸羟乙酯
、
甲基丙烯酸羟乙酯
、
聚氨酯丙烯酸酯
、
聚氨酯甲基丙烯酸酯
、
聚酯丙烯酸酯
、
聚醚丙烯酸酯
、
四氢呋喃丙烯酸酯
、
丙烯酸月桂酯
、
甲基丙烯酸月桂酯
、
丙烯酸异冰片酯
、
丙烯酰吗啉
、
环己基丙烯酸酯
、
环己基甲基丙烯酸酯
、2
‑
苯氧乙基丙烯酸酯
、1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯
、
乙氧基乙基丙烯酸酯和
1,3
‑
丙二醇单丙烯酸酯中的一种或几种，所述具有可以与金属离子形成配位键的基团的光敏树脂单体或低聚物的单体选自丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
β
‑
(
丙烯酰氧
)
丙酸
、2
‑
丙烯基丙烯酸
、2
‑
(
三氟甲基
)
丙烯酸
、2
‑
苯基丙烯酸
、2
‑
呋喃丙烯酸
、3,3
‑
二甲基丙烯酸
、3,4
‑
二甲氧基苯丙烯酸中的一种或几种
。3.
根据权利要求1所述的光敏高分子材料原料组合物，其特征在于，所述光引发剂为自由基光引发剂和
/
或阳离子光引发剂，自由基光引发剂选自苯偶姻及其衍生物
、
苯偶酰衍生物
、
二烷氧基苯乙酮
、
α
‑
羟烷基苯酮
、
α
‑
胺烷基苯酮
、
酰基膦氧化物
、
二苯甲酮及其衍生物
、
硫杂蒽酮类
、
蒽醌类中的一种或几种，所述阳离子光引发剂选自二芳基碘鎓盐
、
三芳基硫鎓盐
、
芳基茂铁盐中的一种或几种
。4.
根据权利要求1所述的光敏高分子材料原料组合物，其特征在于，各组分重量份如下：
5.
根据权利要求1‑4任一项所述的光敏高分子材料原料组合物，其特征在于，所述原料组合物还包括其它助剂，选自稀释剂
、
增韧剂
、
增塑剂
、
无机填料
、
抗老化剂
、
染色剂中的一种或几种
。6.
根据权利要求4所述的光敏高分子材料原料组合物，其特征在于，所述稀释剂选自十二烷基缩水甘油醚
、
乙二醇二缩水甘油醚
、
苄基缩水甘油醚
、
苯基缩水甘油醚和多羟基聚醚中的一种或几种；所述增韧剂选自乙丙橡胶型增韧剂
、
聚丁二烯橡胶型增韧剂
、
丁基橡胶型增韧剂
、
丁腈橡胶型增韧剂
、
丁苯橡胶型增韧剂
、
苯乙烯
‑
丁二烯热塑性弹性体型增韧剂
、
甲基丙烯酸甲酯
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：李承辉，何秀冲，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：