本發明屬于光固化樹脂材料領域，尤其涉及一種應用于3D打印的快速成型光固化樹脂材料及其制備方法。
背景技術：
光固化樹脂性能優越，該材料類似于傳統的工程塑料(包括ABS和PBT等)。它能被理想的應用在汽車、醫療器械，日用電子產品的樣件制作，還被應用到水流量分析，室溫硫化硅橡膠模型、可存放的概念模型、風管測試、快速鑄造模型等方面。3D光固化樹脂對比于傳統熱塑性3D打印材料，具有打印時間短(是其1/20)，產品表面光滑無拉絲，質地飽滿，產品表面細膩，可用于生物材料等諸多優點。
光固化體系具有無污染、無毒性、無刺激和生產安全等優點，是目前較為活躍的研究和開發領域，己成為紫外光固化技術的主要發展方向之一。3D打印也可稱為增材制造技術，3D打印的出現使制造復雜零件變得簡單和快捷。目前，比較成熟的3D打印工藝主要有“熔絲沉積快速成型”，“紙疊層快速成型”，“選擇性激光燒結快速成型”和“立體光刻快速成型”。最早、最廣泛用于工業上的3D打印工藝是立體光刻快速成型，它是利用計算機控制紫外激光在光敏樹脂液面上按二維截面的形狀逐點掃描，使樹脂固化，固化后的樹脂便形成一個二維圖形，如此逐層掃描，固化，最終即可得到完整的三維實體(俗稱:零件)。零件質量的好壞主要取決于光敏樹脂性能的好壞，開發性能好的光敏樹脂是3D打印，立體打印快速成型技術研究熱點。以光敏樹脂為原料的立體快速成形3D打印技術，具有成本低、精度高、成型快等優點，在各個領域得到廣泛的應用。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種應用于3D打印的快速成型光固化樹脂及其制備方法。解決了目前3D打印用DLP、SLA設備的耗材基本依靠進口的現狀，進一步解決了3D打印材料造價高的問題，從而使得我國3D打印光固化樹脂不再依賴于進口，具有重大的科學意義和應用價值。且制備方法簡單，易操作，產率高。
本發明采用的技術方案是：
一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料，包括以下原料按重量份配比制成：聚合單體10-99份、潤滑劑0.5-1份、固化助劑10-81份、光引發劑1-6份、阻聚劑0.1-0.5份。
所述的一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料，所述的聚合單體是環氧丙烯酸樹脂和/或聚氨酯丙烯酸酯。
所述的一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料，所述的固化助劑為1-戊己-3-甲基咪唑高錸酸鹽、1-戊基-3-甲基咪唑醋酸鹽、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、三羥基甲丙烷三丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯中的一種或二種以上的組合。
所述的一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料，所述的固化助劑由1-戊己-3-甲基咪唑高錸酸鹽，1-戊基-3-甲基咪唑醋酸鹽，聚乙二醇(400)二丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和二縮三丙二醇二丙烯酸酯按重量份數比0.1-0.2：0.1-0.2：10-30：5-20：10-30的比例組成
所述的一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料，所述光引發劑為2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一種或二種以上的組合。
所述的一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料，所述光引發劑由2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦按重量份數比1:1的比例組成。
所述的一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料，所述的潤滑劑為硬脂酸鋅、硅酸酯、石蠟或硬脂酸的一種或二種以上。
所述的一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料，所述的阻聚劑為苯酚和/或對甲氧基苯酚。
一種所述3D打印用快速成型光固化樹脂材料的制備方法，包括如下步驟：
1)將聚合單體加入反應釜中，通入氮氣，攪拌均勻，控制反應溫度50-80℃；
2)再向反應釜中緩慢加入固化助劑和潤滑劑，升溫至80-100℃，攪拌均勻；
3)然后向反應釜中緩慢加入光引發劑和阻聚劑，保持溫度，攪拌反應0.5小時后，反應結束，降溫，得目標產物。
所述的一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料在3D打印機中的應用。
本發明的有益效果是：本發明的3D打印快速成型光固化樹脂，制備工藝具有方法簡單，易操作，產率高，對環境污染小等優點。本發明解決了3D打印快速成型光固化樹脂合成困難，產率低的問題，而且進一步解決了3D打印樹脂造價高、固化反應不徹底的問題，從而使得我國3D打印樹脂不再依賴于進口，具有重大的科學意義和應用價值。
具體實施方式
一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料，由以下原料按重量份配比制成：
上述的3D打印用快速成型光固化樹脂材料的制備方法，包括如下步驟：
1)在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計及加料槽的反應釜中，加入環氧丙烯酸樹脂和聚氨酯丙烯酸酯，通入氮氣，攪拌均勻，緩慢滴加聚乙二醇(400)二丙烯酸酯，控制反應溫度50-80℃，滴加完畢后繼續攪拌；
2)緩慢加入三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，二縮三丙二醇二丙烯酸酯，1-戊己-3-甲基咪唑高錸酸鹽，1-戊基-3-甲基咪唑醋酸鹽，硬脂酸鋅，升溫至80-100℃，攪拌均勻；
3)緩慢加入2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯，苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，對甲氧基苯酚，保持溫度，攪拌反應0.5小時后，反應結束，降溫，得目標產物。
實施例1一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料
(一)由以下原料按重量份配比制成：環氧丙烯酸樹脂25份，聚氨酯丙烯酸酯20份，聚乙二醇(400)二丙烯酸酯20份，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯15份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯25份，硬脂酸鋅0.5份，1-戊己-3-甲基咪唑高錸酸鹽0.1份，2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯1份，苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦1份，對甲氧基苯酚0.2份。
(二)制備方法
1)在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計及加料槽的反應釜中，加入環氧丙烯酸樹脂和聚氨酯丙烯酸酯，通入氮氣，攪拌均勻，緩慢滴加聚乙二醇(400)二丙烯酸酯，控制反應溫度70℃，滴加完畢后繼續攪拌；
2)緩慢加入三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，二縮三丙二醇二丙烯酸酯，硬脂酸鋅，1-戊己-3-甲基咪唑高錸酸鹽，升溫至90℃，攪拌均勻；
3)緩慢加入2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯，苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，對甲氧基苯酚，保持溫度，攪拌反應0.5小時后，反應結束，降溫，得目標產物。
(三)檢測結果
產物為透明淡黃色粘稠液體，密度:1.08-1.13g/cm3，固化前沸點:>100℃，固化前閃點:>100℃，固化前粘度:700-950CPS(25℃)。
(四)應用
將所制備的3D打印用快速成型光固化樹脂注入打印機的液槽中，待其液面自然流平后，開始打印操作即可。本樹脂打印出的產品，質地飽滿，硬度較高，表面細膩、無拉絲現象，在打印結束后不會進一步固化。
實施例2一種3D打印用快速成型光固化樹脂材料
(一)由以下原料按重量份配比制成：環氧丙烯酸樹脂50份，聚氨酯丙烯酸酯10份，聚乙二醇(400)二丙烯酸酯30份，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯30份，硬脂酸鋅0.5份，1-戊己-3-甲基咪唑高錸酸鹽0.2份，2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯2份，苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦1份，對甲氧基苯酚0.3份。
(二)制備方法
同實施例1。
(三)檢測結果
產物為透明淡黃色粘稠液體，密度:1.08-1.13g/cm3，固化前沸點:>100℃，固化前閃點:>100℃，固化前粘度:760-1050CPS(25℃)。
(四)應用
將所制備的3D打印用快速成型光固化樹脂注入打印機的液槽中，待其液面自然流平后，開始打印操作即可。本樹脂打印出的產品，質地飽滿，硬度較高，表面細膩、無拉絲現象，在打印結束后不會進一步固化。