本發明屬于3D打印技術領域，具體涉及一種3D打印紫外光固化材料及其制備方法。

背景技術：

3D打印也叫快速成型制造，被譽為“引領第三次工業革命”的新興產業。在眾多3D打印成型工藝中，SLA(立體激光固化)是一種綠色環保的固化技術，具有環境友好、耗能少、固化快、精度高、固化產物性能優良等優點，被廣泛應用于珠寶設計、建筑、醫療器械、汽車、航空航天等行業，是目前市面上應用最廣泛的一種快速成型方法。

打破國外技術壟斷和定機定料的保護壁壘，促進國產化3D打印技術UV光固化成型的發展，開發低粘度、固化速度快、收縮率小、力學性能優良的3D打印光敏樹脂是國內發展UV光固化材料的必然趨勢。

光固化材料顧名思義是指在特定光(紫外光)照下固化的樹脂材料。由于該材料不需要加熱、高壓等加工工藝，而是通過層層疊加而成預設模型，因此會存在質脆、力學性能差的缺陷從而限制了其大規模應用。基于此，國內外學者通過增強增韌等方法對光固化材料的力學性能進行改性。CN104629231A公開了自由基引發烯丙基酯樹脂復合玻璃纖維光敏樹脂，所制得的光固化材料具有很好的強度和剛性，但是玻璃纖維含量過高會使其樹脂中在分散不均勻，且硬而脆也不利于大規模推廣；CN104893224A公開了聚醚丙烯酸酯或多環胺改性(支化)聚醚丙烯酸酯為原料制備得到的3D打印材料，材料的固化收縮率小、黃變性小、硬度和柔韌性適中。

為了提高3D打印光固化材料柔韌性，擴大光固化材料的應用領域，開發固化速度快、收縮率小、耐黃變、彈性好的3D打印用光固化材料成為時代發展的必然要求。

技術實現要素：

為此，本發明所要解決的技術問題在于克服現有光固化材料粘度高、固化速度慢、收縮率低等技術瓶頸，開發一種固化速度快、收縮率小、耐黃變、彈性好的3D打印用光固化材料。

為解決上述技術問題，本發明的一種3D打印紫外光固化材料，所述材料包括如下組分：

優選的，所述脂肪族環氧丙烯酸酯的官能度為2，常溫下粘度為1100cps，玻璃化轉變溫度為40℃。

優選的，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的官能度為4，常溫下粘度為4500cps,玻璃化轉變溫度為33℃。

優選的，所述聚脲單體在常溫下的粘度為2000-3000cps，斷裂伸長率大于600％。

優選的，所述活性稀釋劑為三丙二醇類二丙烯酸酯或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或兩種。

優選的，所述引發劑為樟腦醌、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、安息香二甲醚中的一種或兩種。

優先的，所述固化酶為所述固化酶為脂肪酶。

優選的，所述分散劑為氨基類改性嵌段共聚物、多元羧酸類嵌段共聚物中的至少一種。

優選的，所述流平劑為聚丙烯酸酯。

本發明還公開了任一項所述紫外光固化材料的制備方法，其特征在于，所述方法為：

A、聚脲單體制備：取丙烯酰氯，在氫氧化鈉中和后加入50％的甲苯溶劑，經水洗、脫水、分離后制得聚脲單體；

B、在裝有攪拌器、溫度計、冷凝器及加料槽的反應釜中，加入脂肪族環氧丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和聚脲單體及活性稀釋劑，攪拌；

C、在反應釜中，加入分散劑、流平劑，攪拌均勻；

D、往反應釜里面加入引發劑和固化酶，反應釜溫度為40-60℃，待溶液呈透明顏色后停止攪拌。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：本發明采用低粘度的長鏈聚氨酯丙烯酸酯和環氧丙烯酸酯為低聚物，使本發明的UV光固化材料具有高柔韌性和附著力；丙烯酸氯改性聚脲單體的加入，使本發明的光固化材料具有彈性好、耐黃變的優點；以雙官能團的TPGDA作為稀釋劑，賦予了材料較高的反應活性和固化速度；本發明的固化材料具有韌性好、耐黃變、反應活性高、固化速度快的優點；具有極大的市場前景和經濟價值。

具體實施方式

實施例

實施例1：本實施例公開了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實施例2：本實施例公開了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實施例3：本實施例公開了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實施例4：本實施例公開了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實施例5：本實施例公開了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實施例6：本實施例公開了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實施例7：本實施例公開了一種3D打印紫外光固化材料，具體成分如下：

實施例8本實施例公開了實施例1-7所述紫外光固化材料的制備方法：

1)聚脲單體的制備：丙烯酰氯，在氫氧化鈉中和后加入50％的甲苯溶劑，經水洗、脫水、分離后制得所需的聚脲單體；

2)按照各實施例的配比要求，稱量各原料物質；

3)在裝有攪拌器、溫度計、冷凝器及加料槽的反應釜中，按照實驗配比加入低聚物脂肪族環氧丙烯酸酯脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和改性聚脲單體及活性稀釋劑，攪拌均勻后；

4)在裝有單體和稀釋劑的反應釜中，緩慢加入分散劑、流平劑，攪拌均勻；

5)往反應釜里面加入引發劑和固化酶，反應釜溫度加熱至40-60℃，待溶液呈透明顏色后停止攪拌即得目標產物，降至常溫后裝入黑色塑膠瓶中。

實驗例將實施例所制備的光固化材料置于3D打印機進行打印測試，對3D打印光固化實體材料以及成型產品的性能進行測試，測試結果如表1所示：

表1

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。