本发明专利技术公开了4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯在制备立体光刻快速成型光敏树脂中作为阳离子型预聚物的应用方法，所制备的光敏树脂主要包括以下质量配比的原料组份：4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯15～70份；氧杂环丁烷化合物5～35份；醇类化合物3～30份；丙烯酸酯预聚物15～55份；丙烯酸酯单体0～20份；阳离子型光聚合引发剂1～12份；自由基型光聚合引发剂1～10份。所制备的光敏树脂光敏性好，临界曝光量Ec小于17.0mJ/cm2；光敏树脂通过立体光刻成型后，成型零件的精度高，成型零件的翘曲因子CF(6)在±0.01范围内，CF(11)在±0.03范围内。采用本发明专利技术制备的光敏树脂可以直接制造出任意复杂形状的、具有高精度的零件。鉴于4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯的紫外光引发聚合活性与通常的脂环族环氧树脂的紫外光引发聚合活性相当，可把它作为阳离子型预聚物代替脂环族环氧树脂而应用于制备立体光刻快速成型光敏树脂中。
【技术实现步骤摘要】
,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯作为预聚物制备立体光刻快速成型光敏树脂 ...的制作方法
本专利技术属于快速成型制造领域，涉及到，5-环氧环己烷-1，2- 二甲酸二缩水甘油酯作为预聚物制备立体光刻快速成型光敏树脂的方法及应用。
技术介绍
快速成型是20世纪80年代末由美国首先开发出的高新技术。该技术采用材料累加的新成形原理，直接通过CAD数据制成三维实体模型。这一技术不需要传统的机床、夹具、刀具，便可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件模型，从而实现了 “自由制造”。快速成型的出现给工业产品的造型开发，工艺品的模型设计提供了最为便捷的制造工具，使产品的开发速度数十倍地提高。而且越是复杂结构的物体，其制造速度提高越显著。常用的快速成形工艺是紫外激光固化快速成形(俗称立体光刻快速成型)，它是利用紫外激光在光敏树脂液面上按二维截面的形状逐点扫描，使树脂固化，固化后的树脂便形成一个二维图形，如此逐层扫描，固化，最终即可得到完整的三维实体。在立体光刻快速成型中，光敏树脂是成型材料，所用的光敏树脂是在传统的紫外光固化涂料的基础上逐步发展起来的。1995年以前的立体光刻快速成型光敏树脂主要是以环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯作为预聚物的自由基型光敏树脂。虽然这类自由基型光敏树脂具有价格低廉，固化速率快等优势，但由于固化收缩严重，制件翘曲明显，精度难于满足要求，最终被淘汰。现在，国外应用于立体光刻快速成型的光敏树脂主要是自由基-阳离子型混杂型光敏树脂，这种光敏树脂的特点是预聚物通常既含有双酚A型环氧丙烯酸酯又含有环氧树脂和氧杂环丁烷化合物。这种光敏树脂集中了丙烯酸酯固化速度快和环氧树脂和氧杂环丁烷化合物固化收缩小的优点，使之这种光敏树脂既具有光敏性好，又具有成型件精度高的特点。例如，美国Huntsman公司的立体光刻快速成型光敏树脂和DSM SOMOS公司的立体光刻快速成型光敏树脂就属于自由基-阳离子型混杂型光敏树脂，它们的阳离子型类预聚物主要是脂环族环氧树脂和氧杂环丁烷化合物，见美国专利US: 63656，US: 5707780,US: 552565，US: 5573889 和 US: 5665792，而没有涉及到 ，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯的应用。在国内，有许多大学和科研单位也在开展立体光刻快速成型光敏树脂的研究，取得了一些成果，发表了一些论文和申请了一些专利。但是，在这些发表的论文和申请的专利中，他们制备立体光刻快速成型光敏树脂时所用的阳离子型预聚物主要为脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂和氧杂环丁烷化合物，而对于应用，5-环氧环己烷-1，2- 二甲酸二缩水甘油酯作为光敏树脂预聚物还没有见诸报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，5-环氧环己烷-1，2- 二甲酸二缩水甘油酯作为预聚物制备立体光刻快速成型光敏树脂的方法，它把挥发性小、刺激性小、黏度适中和光固化活性好的，5-环氧环己烷-1，2- 二甲酸二缩水甘油酯作为一种预聚物来制备立体光刻快速成型光敏树脂，而无需加入成本较高的脂环族环氧树脂，以及黏度较大的双酚A型环氧树脂和酚醛环氧树脂等。本专利技术是通过以下技术方案来实现的，立体光刻快速成型光敏树脂由以下原料组成(质量配比) ，5-环氧环己烷-1，2- 二甲酸二缩水甘油酯15 70份， 氧杂环丁烷化合物5 35份， 醇类化合物3 30份， 丙烯酸酯预聚物15 55份， 丙烯酸酯单体I 20份， 阳离子型光聚合引发剂I 12份， 自由基型光聚合引发剂I 10份。其制备方法是1.在装有搅拌器和冷凝管的5000毫升的玻璃三口瓶中，按上述原料质量配比加入，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯，氧杂环丁烷化合物，醇类化合物，丙烯酸酯预聚物，丙烯酸酯单体，阳离子型光聚合引发剂，自由基型光聚合引发剂；2.加热至50°C，搅拌30分钟，使之成为透明的淡黄色均匀液体，这种液体即为本专利技术配制的光敏树脂。本专利技术所述的，5-环氧环己烷-1，2- 二甲酸二缩水甘油酯在立体光刻快速成型光敏树脂中作为阳离子型主要预聚物，在制备光敏树脂时所占质量配比可选为15 70份。本专利技术所述的氧杂环丁烷化合物是指含有氧杂环丁烷基团的一系列有机物，它包括含有一个氧杂环丁烷基团和多个氧杂环丁烷基团的系列有机物。优选地，选择含有多个氧杂环丁烷基团的系列有机物。氧杂环丁烷化合物在立体光刻快速成型光敏树脂中所占质量配比可选为5 35份。本专利技术所述的醇类化合物是指含有羟基基团的一系列有机物，它包括含有一个羟基基团和多个羟基基团的系列有机物。优选地，选择含有多个羟基基团的系列有机物。醇类化合物在立体光刻快速成型光敏树脂中所占质量配比可选为3 30份。本专利技术所述的丙烯酸酯预聚物包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、纯丙烯酸酯和有机硅、有机氟丙烯酸酯等。优选地，选择双酚A型环氧丙烯酸酯。丙烯酸酯预聚物在立体光刻快速成型光敏树脂中所占质量配比可选为15 55份。本专利技术所述的丙烯酸酯单体是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)和1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)等等，丙烯酸酯单体在立体光刻快速成型光敏树脂中所占质量配比可选为0 20份。本专利技术所述的阳离子型引发剂包括碘鎗盐和锍鎗盐，其中主要是指二芳基碘鎗六氟磷酸盐、二芳基碘鎗六氟砷酸盐、二芳基碘鎗六氟锑酸盐以及三芳基锍鎗六氟磷酸盐、三芳基琉鐵TK氣神酸盐、二芳基琉鐵TK氣铺酸盐等。优选地，选择二芳基琉鐵TK氣铺酸盐。阳离子型引发剂在立体光刻快速成型光敏树脂中所占质量配比可选为I 12份。本专利技术所述的自由基型引发剂包括能引发所有含有碳双键的不饱和单体进行聚合的自由基型引发剂。例如，二苯甲酮、安息香二甲醚、氯化二苯甲酮、-苯甲酰基-’-甲基二苯基硫醚、2-羟基-2-甲基-I-苯基-I-丙酮、I-羟基环己基苯甲酮和2，- 二乙基硫杂蒽酮，或者它们中两者或两者以上的混合物。优选地，选择安息香二甲醚和I-羟基环己基苯甲酮。自由基型引发剂在立体光刻快速成型光敏树脂中所占质量配比可选为I 10份。本专利技术还提供了立体光刻快速成型光敏树脂的制备方法，是将所述原料组份按所述的质量配比混合；然后，加热、搅拌，即在温度20 80°C，搅拌10 120分钟，使之成为透明的淡黄色均匀液体。本专利技术的基本原理如下 现在，国内外市场上流行的立体光刻快速成型光敏树脂为自由基-阳离子型混杂型光敏树脂，其中所含自由基型部分的预聚物通常是丙烯酸酯，阳离子型部分的预聚物通常是脂环族环氧树脂和氧杂环丁烷。丙烯酸酯预聚物和丙烯酸酯单体的紫外光引发聚合是碳双键断裂变成单键的聚合，聚合速度快(光敏性好)，但收缩率较大。脂环族环氧树脂和氧杂环丁烷的紫外光引发聚合是开环聚合，聚合速度较丙烯酸酯慢，但收缩率小。为了使制备的光敏树脂具有较好的光敏性，则需要考虑多采用丙烯酸酯作为原料，少用酯环族环氧树脂和氧杂环丁烷作为原料；为了使光敏树脂的固化零件能保持高精度性，则需要考虑多采用脂环族环氧树脂和氧杂环丁烷作为原料，少用丙烯酸酯作为原料。因此，在制备立体光刻快速成型光敏树脂时，自由基型部分的预聚物和阳离子型部分的预聚物的选择，以及质量比的合理搭配显得本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种4,5?环氧环己烷?1,2?二甲酸二缩水甘油酯作为预聚物制备立体光刻快速成型光敏树脂的方法，其特征是立体光刻快速成型光敏树脂由以下质量配比的原料制成：4,5?环氧环己烷?1,2?二甲酸二缩水甘油酯15～70份，氧杂环丁烷化合物5～35份，醇类化合物3～30份，丙烯酸酯预聚物15～55份，丙烯酸酯单体1～20份，阳离子型光聚合引发剂1～12份，自由基型光聚合引发剂1～10份；其制备方法是：在装有搅拌器和冷凝管的5000毫升的玻璃三口瓶中，按上述原料质量配比加入4,5?环氧环己烷?1,2?二甲酸二缩水甘油酯，氧杂环丁烷化合物，醇类化合物，丙烯酸酯预聚物，丙烯酸酯单体，阳离子型光聚合引发剂，自由基型光聚合引发剂，加热至50℃，搅拌30分钟，使之成为透明的淡黄色均匀液体，这种液体即为本专利技术配制的光敏树脂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄笔武，邓冲，杨志宏，谌伟庆，邹怀华，徐钦昌，胡开创，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：
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