一种有机无机复合3D打印树脂及其制备方法

本发明涉及3d打印树脂制备，尤其是涉及一种有机无机复合3d打印树脂及其制备方法。

背景技术：

1、3d打印技术又叫增材制造(am)或快速成型(rp)技术。对比普通的制造技术，3d打印技术只需要简单的设备条件便能够个性化定制复杂的形状结构并快速加工成型，在医疗器械、航天工程、建筑、服装设计、电子元器件等领域有着巨大的应用前景。其中立体光刻(sla)是最早的3d打印技术，所制造的产品具有表面光滑，曲面细节表现完美的特点，非常适合一些不规则形状的打印，可用于打印骨骼、牙齿、鞋底等产品。

2、光敏树脂主要包括具有紫外活性的预聚物或单体、稀释剂、光引发剂和其他助剂四种成分。光敏树脂在紫外光的作用下，其中的光敏物质产生活性基团，从而引发预聚物或单体的快速聚合。

3、但现存的可用于光固化3d打印的光敏树脂在打印过程中易产生收缩，从而使打印的精度大大降低。因此，提出本发明及解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种有机无机复合3d打印树脂，该3d打印树脂能够减少光固化打印过程的收缩率，提高打印产品的精度，使3d打印树脂应用更加广泛。本发明的第二目的在于提供一种有机无机复合3d打印树脂的制备方法。

2、本发明提供一种有机无机复合3d打印树脂，包括以下重量份数的原料：有机硅改性聚氨酯丙烯酸树脂10-30份、小分子活性稀释剂55-85份、贝壳粉5-30份、自由基光引发剂4-6份。

3、优选地，所述贝壳粉采用改性贝壳粉，所述改性贝壳粉采用以下方法制备得到：配置0.1mol/l的naoh水溶液，加入贝壳粉，超声分散之后过滤至ph为中性；烘干后与表面修饰剂混合超声分散，过滤，烘干，得到所述改性贝壳粉。普通贝壳粉具有亲水性，添加之后后会明显降低3d打印树脂的疏水性，同时普通的贝壳粉难以分散进入树脂体系中。

4、优选地，所述改性贝壳粉制备过程中采用的所述贝壳粉的粒径为300目。采用300目的贝壳粉粒径较小，更易分散，在3d打印中树脂的打印精度也更高。

5、优选地，所述表面修饰剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂其中的一种。

6、优选地，所述有机硅改性聚氨酯丙烯酸树脂官能度等于6。

7、优选地，所述有机硅改性聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为2000-4500mpa。

8、优选地，所述小分子活性稀释剂的官能度小于等于3。更优选为1或2。

9、优选地，所述小分子活性稀释剂选自甲基丙烯酸羟乙酯、异冰片基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。更优选为，二缩三丙二醇二丙烯酸酯。

10、优选地，所述自由基光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮或1-羟基环基苯丙酮中的至少一种。更优选为，2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦。

11、本发明提供的上述有机无机复合3d打印树脂的制备方法，包括以下步骤：将所述有机硅改性聚氨酯丙烯酸树脂、所述小分子活性稀释剂、所述贝壳粉、所述自由基光引发剂按比例混合后在58-62℃下搅拌1-2h，冷却至室温，得到所述有机无机复合3d打印树脂。

12、综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

13、本发明的技术方案提供的有机无机复合3d打印树脂通过加入贝壳粉，促进贝壳粉在树脂体系中的分散，使原本的有机树脂变成有机无机复合树脂，能够明显的减少树脂打印后的收缩率，同时能够较好地兼顾力学性能，是一种具有低收缩率、高精度、高强度的3d打印树脂。

14、本发明提供的有机无机复合3d打印树脂的制备方法简单易操作，制备温度低，成本低，实用性强。

技术特征：

1.一种有机无机复合3d打印树脂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：有机硅改性聚氨酯丙烯酸树脂10-30份、小分子活性稀释剂55-85份、贝壳粉5-30份、自由基光引发剂4-6份。

2.根据权利要求1所述的有机无机复合3d打印树脂，其特征在于，所述贝壳粉采用改性贝壳粉，所述改性贝壳粉采用以下方法制备得到：配置0.1mol/l的naoh水溶液，加入贝壳粉，超声分散之后过滤至ph为中性；烘干后与表面修饰剂混合超声分散，过滤，烘干，得到所述改性贝壳粉。

3.根据权利要求2所述的有机无机复合3d打印树脂，其特征在于，所述改性贝壳粉制备过程中采用的所述贝壳粉的粒径为300目。

4.根据权利要求3所述的有机无机复合3d打印树脂，其特征在于，所述表面修饰剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂其中的一种。

5.根据权利要求1所述的有机无机复合3d打印树脂，其特征在于，所述有机硅改性聚氨酯丙烯酸树脂官能度等于6。

6.根据权利要求5所述的有机无机复合3d打印树脂，其特征在于，所述有机硅改性聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为2000-4500mpa。

7.根据权利要求1所述的有机无机复合3d打印树脂，其特征在于，所述小分子活性稀释剂的官能度小于等于3。

8.根据权利要求7所述的有机无机复合3d打印树脂，其特征在于，所述小分子活性稀释剂选自甲基丙烯酸羟乙酯、异冰片基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的有机无机复合3d打印树脂，其特征在于，所述自由基光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮或1-羟基环基苯丙酮中的至少一种。

10.一种权利要求1-9任一所述的有机无机复合3d打印树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述有机硅改性聚氨酯丙烯酸树脂、所述小分子活性稀释剂、所述贝壳粉、所述自由基光引发剂按比例混合后在58-62℃下搅拌1-2h，冷却至室温，得到所述有机无机复合3d打印树脂。

技术总结
本发明涉及3D打印树脂制备技术领域，尤其是涉及一种有机无机复合3D打印树脂及其制备方法。该有机无机复合3D打印树脂包括以下重量份数的原料：有机硅改性聚氨酯丙烯酸树脂10‑30份、小分子活性稀释剂55‑85份、贝壳粉5‑30份、自由基光引发剂4‑6份。通过加入贝壳粉，促进贝壳粉在树脂体系中的分散，使原本的有机树脂变成有机无机复合树脂，能够明显的减少树脂打印后的收缩率，同时能够较好地兼顾力学性能，是一种具有低收缩率、高精度、高强度的3D打印树脂。

技术研发人员：吴旭,黄雅诗,赵丽建,徐秀彬,钟如秋,江国梅
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14