一种3D打印用UV 固化油墨.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610331885.2

申请日:

20160518

公开号:

CN105949881A

公开日:

20160921

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C09D11/324,C09D11/107,C08G18/75,C08G18/67,C08G18/42

主分类号:

C09D11/324,C09D11/107,C08G18/75,C08G18/67,C08G18/42

申请人:

江门市蓬江区文森装饰材料有限公司

发明人:

王向军,陈春灵,张哲

地址:

529000 广东省江门市杜阮镇中和村工业区

优先权:

CN201610331885A

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种3D打印用UV 固化油墨。包括以下组分:超支化聚酯丙烯酸酯树脂10‑25份、干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂25‑40份热塑性丙烯酸树脂5‑10份、颜料5‑10份、丙烯酸酯单体20‑30份、TPO光引发剂5‑8份、醇酸树脂催干剂0.5‑1份、助剂0.5‑2份。该3D打印用UV 固化油墨具有抗收缩性强、固化涂膜附着力高、快速固化、光泽度好和较好的层间附着力等特点。

权利要求书

1.一种3D打印用UV固化油墨,其特征在于,所述3D打印用UV固化油墨,按照重量百分比计,包括以下组分:超支化聚酯丙烯酸酯树脂10-25份干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂25-40份热塑性丙烯酸树脂5-10份颜料5-10份丙烯酸酯单体20-30份TPO光引发剂5-8份醇酸树脂催干剂0.5-1份助剂0.5-2份。 2.如权利要求1所述的一种3D打印用UV固化油墨,其特征在于,所述超支化丙烯酸酯树脂为产自沙多玛公司CN2300、CN2301,CN2302、CN2303、CN2304或Bomar公司BDE-1025、BDE1029超支化聚酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种。 3.如权利要求1或2所述的一种3D打印用UV固化油墨,其特征在于,所述丙烯酸酯单体为产自长兴化学EM2051(双环戊烯基丙烯酸酯)或EM2052(双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯)或氰特公司LED-01中的一种或两种。 4.如权利要求1或2所述的一种3D打印用UV固化油墨,其特征在于,所述干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法为:1)干性油醇酸树脂的制备将原料按质量份计:亚麻油200份、豆油酸305份、季戊四醇276份、苯酐148份、脂肪油(酸)100份加入到带有温度计、搅拌桨、回流和分水设备的反应器中,以8%wt二甲苯作为回流溶剂,添加0.1%wt酯化催化剂,在氮气或二氧化碳保护气氛下,升温至180-200℃,保温1-2h,在1h内缓慢升到200-220℃,抽样检测,当酸值为10-20mgKOH/g,反应终止,冷却到90℃,减压抽提溶剂,冷却至60℃备用,得到干性油醇酸树脂A;2)半加成物(HEA-IPDI-NCO)的制备按物质的量比1:1称取HEA(丙烯酸羟乙酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯),混合后加入0.1-0.8%wt阻聚剂(MEHQ)、0.1%wtT-12催化剂,在60℃下反应1h,制成一端含有HEA,另一端含有NCO基团的半加成物(HEA-IPDI-NCO)B;3)干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备将3000质量份A与338质量份B混合,在90-120℃反应3h,当NCO含量小于0.1-0.5%wt时停止反应,降温至60℃后过滤包装,即得到所述干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂。 5.如权利要求4所述的一种3D打印用UV固化油墨,其特征在于,步骤1)中,所述酯化催化剂为单丁基氧化锡,二丁基氧化锡,二丁基二月桂酸锡,二丁基二乙酸锡或单丁基三氯化锡。 6.如权利要求4所述的一种3D打印用UV固化油墨,其特征在于,步骤1)中,所述干性油醇酸树脂A:油度45-55%、羟值112-128mgKOH/g、分子量为2500-3000。 7.如权利要求4所述的一种3D打印用UV固化油墨,其特征在于,步骤2)中,半加成物B中NCO含量为12-14%wt。

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印用耗材的制备领域,具体涉及一种3D打印用UV 固化油墨。

背景技术

三维打印材料类似于喷墨打印材料,是与喷头技术和材料性质相结合的。在喷头技术不断提高下,可以打印的材料日益广泛,包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料。不管是什么样的喷射材料,都要求与喷头相适应,因此选择合适的材料是问题的关键。国内市场现有的3D打印材料,在高分子材料方向主要以热塑性材料为主,主要涉及聚乳酸-聚乙醇酸共聚物、聚L-乳酸和ABS、尼龙等。其中聚乳酸-聚乙醇酸共聚物、聚L-乳酸、改性淀粉具有很好的生物相容性,因此被用于组织工程支架材料,它们也经常通过3D打印来成形。相对与热塑性材料的高能耗、挥发性气味等对周边环境可能产生的不利影响,光固化3D打印材料就属于更为绿色的成型技术。无需加热,即时家庭使用也无安全隐患,并且该材料成分为液体组合物,可以通过彩色打印机的配色原理打印出各种颜色制品,使得应用范围更加的广泛。

用于3D打印的光敏材料,在固化过程中产生收缩应力,导致其层间附着力较差。同时光敏树脂又由于氧阻聚的作用导致其在低能量下不能完全固化,最终导致表面发粘,无法成型。也有采用光热重固化机理制备的打印材料,需要额外加热装置,消耗能源,产品施工性不佳,同时储存稳定性不好。

发明内容

为解决上述技术问题,本发明所涉及的3D打印用UV 固化油墨,具有UV固化和氧化交联两种固化方式,粘度低,固化速度快,层间附着力好等特点。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

一种3D打印用UV 固化油墨,其特征在于,所述3D打印用UV 固化油墨,按照重量百分比计,包括以下组分:

超支化聚酯丙烯酸酯树脂 10-25 份

干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂 25-40 份

热塑性丙烯酸树脂 5-10份

颜料 5-10份

丙烯酸酯单体 20-30 份

TPO 光引发剂 5-8 份

醇酸树脂催干剂 0.5-1 份

助剂 0.5-2份

进一步,所述超支化丙烯酸酯树脂为产自沙多玛公司CN2300、CN2301、CN2302、CN2303、CN2304或Bomar公司 BDE-1025、BDE1029超支化聚酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种;所述丙烯酸酯单体为产自长兴化学EM2051(双环戊烯基丙烯酸酯)或EM2052(双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯)或氰特公司LED-01中的一种或几种。

更进一步,所述干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法为:

1)干性油醇酸树脂的制备

将原料按质量份计:亚麻油200份、豆油酸305份、季戊四醇276份、苯酐148份、脂肪油(酸)100份加入到带有温度计、搅拌桨、回流和分水设备的反应器中,以8%wt二甲苯作为回流溶剂,添加0.1%wt酯化催化剂,在氮气或二氧化碳保护气氛下,升温至180-200℃,保温1-2h,在1h内缓慢升到200-220℃,抽样检测,当酸值为10-20mgKOH/g,反应终止,冷却到90℃,减压抽提溶剂,冷却至60℃备用,得到干性油醇酸树脂A;

2)半加成物(HEA-IPDI-NCO)的制备

按物质的量比1:1称取HEA(丙烯酸羟乙酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯),混合后加入0.1-0.8%wt阻聚剂(MEHQ)、0.1%wt T-12催化剂,在60℃下反应1h,制成一端含有HEA,另一端含有NCO 基团的半加成物(HEA-IPDI-NCO)B;

3)干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备

将3000质量份A与338质量份B混合,在90-120℃反应3h,当NCO含量小于0.1-0.5%wt时停止反应,降温至60℃后过滤包装,即得到所述干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂。

进一步,步骤1)中,所述酯化催化剂为单丁基氧化锡;所述干性油醇酸树脂A:油度45-55%、羟值112-128mgKOH/g、分子量为2500-3000。

更进一步,步骤2)中,半加成物B中NCO含量为12-14%wt。

实施例:

为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

超支化聚酯丙烯酸酯树脂 20份

干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂 30 份

热塑性丙烯酸树脂 8份

颜料 10份

丙烯酸酯单体 25 份

TPO 光引发剂 6份

醇酸树脂催干剂 0.5 份

助剂 0.5份

进一步,所述超支化丙烯酸酯树脂为产自沙多玛公司的CN2300;所述丙烯酸酯单体为产自长兴化学EM2051(双环戊烯基丙烯酸酯)。

所述干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法为:

1)干性油醇酸树脂的制备

将亚麻油200g、豆油酸305g、季戊四醇276g、苯酐148g、脂肪油(酸)100g加入到带有温度计、搅拌桨、回流和分水设备的反应器中,以8%wt二甲苯作为回流溶剂,添加0.1%wt单丁基氧化锡催化剂,在氮气或二氧化碳保护气氛下,升温至180℃,保温1h,在1h内缓慢升到200℃,抽样检测,当酸值为10mgKOH/g,反应终止,冷却到90℃,减压抽提溶剂,冷却至60℃备用,得到干性油醇酸树脂A;所述干性油醇酸树脂A:油度45%、羟值112mgKOH/g、分子量为2500-3000。

2)半加成物(HEA-IPDI-NCO)的制备

称取1 molHEA(丙烯酸羟乙酯)、1molIPDI(异佛尔酮二异氰酸酯),混合后加入0.1%wt阻聚剂(MEHQ)、0.1%wt T-12催化剂,在60℃下反应1h,制成一端含有HEA,另一端含有NCO 基团的半加成物(HEA-IPDI-NCO)B,半加成物中NCO含量为12-14%wt。

3)干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备

将30gA与33.8gB混合,在90℃反应3h,当NCO含量小于0.1%wt时停止反应,降温至60℃后过滤包装,即得到所述3D打印用双重固化树脂。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610331885.2 (22)申请日 2016.05.18 (71)申请人 江门市蓬江区文森装饰材料有限公 司 地址 529000 广东省江门市杜阮镇中和村 工业区 (72)发明人 王向军陈春灵张哲 (51)Int.Cl. C09D 11/324(2014.01) C09D 11/107(2014.01) C08G 18/75(2006.01) C08G 18/67(2006.01) C08G 18/42(2006.01) (54)发明名称 一种3D打印用UV 固化油墨 。

2、(57)摘要 本发明公开了一种3D打印用UV固化油墨。 包括以下组分: 超支化聚酯丙烯酸酯树脂10-25 份、 干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂25- 40份热塑性丙烯酸树脂5-10份、 颜料5-10份、 丙 烯酸酯单体20-30份、 TPO光引发剂5-8份、 醇酸树 脂催干剂0.5-1份、 助剂0.5-2份。 该3D打印用UV 固化油墨具有抗收缩性强、 固化涂膜附着力高、 快速固化、 光泽度好和较好的层间附着力等特 点。 权利要求书1页 说明书3页 CN 105949881 A 2016.09.21 CN 105949881 A 1.一种3D打印用UV固化油墨, 其特征在于, 所述3D打印。

3、用UV固化油墨, 按照重量百分 比计, 包括以下组分: 超支化聚酯丙烯酸酯树脂 10-25份 干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂25-40份 热塑性丙烯酸树脂5-10份 颜料5-10份 丙烯酸酯单体20-30份 TPO光引发剂5-8份 醇酸树脂催干剂0.5-1份 助剂0.5-2份。 2.如权利要求1所述的一种3D打印用UV固化油墨, 其特征在于, 所述超支化丙烯酸酯 树脂为产自沙多玛公司CN2300、 CN2301,CN2302、 CN2303、 CN2304或Bomar公司BDE-1025、 BDE1029超支化聚酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种。 3.如权利要求1或2所述的一种3D打印用UV固。

4、化油墨, 其特征在于, 所述丙烯酸酯单体 为产自长兴化学EM2051 (双环戊烯基丙烯酸酯) 或EM2052 (双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯) 或 氰特公司LED-01中的一种或两种。 4.如权利要求1或2所述的一种3D打印用UV固化油墨, 其特征在于, 所述干性油醇酸树 脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法为: 1) 干性油醇酸树脂的制备 将原料按质量份计: 亚麻油200份、 豆油酸305份、 季戊四醇276份、 苯酐148份、 脂肪油 (酸) 100份加入到带有温度计、 搅拌桨、 回流和分水设备的反应器中, 以8%wt二甲苯作为回 流溶剂, 添加0.1%wt酯化催化剂, 在氮气或二氧化碳保护气氛下。

5、, 升温至180-200, 保温1- 2h, 在1h内缓慢升到200-220, 抽样检测, 当酸值为10-20mgKOH/g, 反应终止, 冷却到90, 减压抽提溶剂, 冷却至60备用, 得到干性油醇酸树脂A; 2) 半加成物 (HEA-IPDI-NCO) 的制备 按物质的量比1: 1称取HEA (丙烯酸羟乙酯) 、 IPDI (异佛尔酮二异氰酸酯) , 混合后加入 0.1-0.8%wt阻聚剂 (MEHQ) 、 0.1%wtT-12催化剂, 在60下反应1h, 制成一端含有HEA, 另一 端含有NCO基团的半加成物 (HEA-IPDI-NCO) B; 3) 干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的。

6、制备 将3000质量份A与338质量份B混合, 在90-120反应3h, 当NCO含量小于0.1-0.5%wt时 停止反应, 降温至60后过滤包装, 即得到所述干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂。 5.如权利要求4所述的一种3D打印用UV固化油墨, 其特征在于, 步骤1) 中, 所述酯化催 化剂为单丁基氧化锡, 二丁基氧化锡, 二丁基二月桂酸锡, 二丁基二乙酸锡或单丁基三氯化 锡。 6.如权利要求4所述的一种3D打印用UV固化油墨, 其特征在于, 步骤1) 中, 所述干性油 醇酸树脂A: 油度45-55%、 羟值112-128mgKOH/g、 分子量为2500-3000。 7.如权利要求4所述。

7、的一种3D打印用UV固化油墨, 其特征在于, 步骤2) 中, 半加成物B 中NCO含量为12-14%wt。 权利要求书 1/1 页 2 CN 105949881 A 2 一种3D打印用UV固化油墨 技术领域 0001 本发明涉及3D打印用耗材的制备领域, 具体涉及一种3D打印用UV固化油墨。 背景技术 0002 三维打印材料类似于喷墨打印材料, 是与喷头技术和材料性质相结合的。 在喷头 技术不断提高下, 可以打印的材料日益广泛, 包括金属材料、 无机非金属材料、 高分子材料。 不管是什么样的喷射材料, 都要求与喷头相适应, 因此选择合适的材料是问题的关键。 国内 市场现有的3D打印材料, 在高。

8、分子材料方向主要以热塑性材料为主, 主要涉及聚乳酸-聚乙 醇酸共聚物、 聚L-乳酸和ABS、 尼龙等。 其中聚乳酸-聚乙醇酸共聚物、 聚L-乳酸、 改性淀粉具 有很好的生物相容性, 因此被用于组织工程支架材料, 它们也经常通过3D打印来成形。 相对 与热塑性材料的高能耗、 挥发性气味等对周边环境可能产生的不利影响, 光固化3D打印材 料就属于更为绿色的成型技术。 无需加热, 即时家庭使用也无安全隐患, 并且该材料成分为 液体组合物, 可以通过彩色打印机的配色原理打印出各种颜色制品, 使得应用范围更加的 广泛。 0003 用于3D打印的光敏材料, 在固化过程中产生收缩应力, 导致其层间附着力较差。

9、。 同 时光敏树脂又由于氧阻聚的作用导致其在低能量下不能完全固化, 最终导致表面发粘, 无 法成型。 也有采用光热重固化机理制备的打印材料, 需要额外加热装置, 消耗能源, 产品施 工性不佳, 同时储存稳定性不好。 发明内容 0004 为解决上述技术问题, 本发明所涉及的3D打印用UV固化油墨, 具有UV固化和氧化 交联两种固化方式, 粘度低, 固化速度快, 层间附着力好等特点。 本发明的目的是通过以下 技术方案实现的: 一种3D打印用UV固化油墨, 其特征在于, 所述3D打印用UV固化油墨, 按照重量百分比 计, 包括以下组分: 超支化聚酯丙烯酸酯树脂 10-25份 干性油醇酸树脂改性聚氨酯。

10、丙烯酸树脂25-40份 热塑性丙烯酸树脂5-10份 颜料5-10份 丙烯酸酯单体20-30份 TPO光引发剂5-8份 醇酸树脂催干剂0.5-1份 助剂0.5-2份 进一步, 所述超支化丙烯酸酯树脂为产自沙多玛公司CN2300、 CN2301、 CN2302、 CN2303、 CN2304或Bomar公司BDE-1025、 BDE1029超支化聚酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种; 所述丙 烯酸酯单体为产自长兴化学EM2051 (双环戊烯基丙烯酸酯) 或EM2052 (双环戊烯基乙氧化丙 说明书 1/3 页 3 CN 105949881 A 3 烯酸酯) 或氰特公司LED-01中的一种或几种。 000。

11、5 更进一步, 所述干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法为: 1) 干性油醇酸树脂的制备 将原料按质量份计: 亚麻油200份、 豆油酸305份、 季戊四醇276份、 苯酐148份、 脂肪油 (酸) 100份加入到带有温度计、 搅拌桨、 回流和分水设备的反应器中, 以8%wt二甲苯作为回 流溶剂, 添加0.1%wt酯化催化剂, 在氮气或二氧化碳保护气氛下, 升温至180-200, 保温1- 2h, 在1h内缓慢升到200-220, 抽样检测, 当酸值为10-20mgKOH/g, 反应终止, 冷却到90, 减压抽提溶剂, 冷却至60备用, 得到干性油醇酸树脂A; 2) 半加成物 (HEA-。

12、IPDI-NCO) 的制备 按物质的量比1: 1称取HEA (丙烯酸羟乙酯) 、 IPDI (异佛尔酮二异氰酸酯) , 混合后加入 0.1-0.8%wt阻聚剂 (MEHQ) 、 0.1%wtT-12催化剂, 在60下反应1h, 制成一端含有HEA, 另一 端含有NCO基团的半加成物 (HEA-IPDI-NCO) B; 3) 干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备 将3000质量份A与338质量份B混合, 在90-120反应3h, 当NCO含量小于0.1-0.5%wt时 停止反应, 降温至60后过滤包装, 即得到所述干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂。 0006 进一步, 步骤1) 中, 所述。

13、酯化催化剂为单丁基氧化锡; 所述干性油醇酸树脂A: 油度 45-55%、 羟值112-128mgKOH/g、 分子量为2500-3000。 0007 更进一步, 步骤2) 中, 半加成物B中NCO含量为12-14%wt。 0008 实施例: 为了便于本领域技术人员的理解, 下面结合实施例对本发明作进一步的说明, 实施方 式提及的内容并非对本发明的限定。 0009 实施例1 超支化聚酯丙烯酸酯树脂 20份 干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂 30份 热塑性丙烯酸树脂8份 颜料10份 丙烯酸酯单体25份 TPO光引发剂 6份 醇酸树脂催干剂0.5份 助剂0.5份 进一步, 所述超支化丙烯酸酯树脂为。

14、产自沙多玛公司的CN2300; 所述丙烯酸酯单体为 产自长兴化学EM2051 (双环戊烯基丙烯酸酯) 。 0010 所述干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法为: 1) 干性油醇酸树脂的制备 将亚麻油200g、 豆油酸305g、 季戊四醇276g、 苯酐148g、 脂肪油 (酸) 100g加入到带有温 度计、 搅拌桨、 回流和分水设备的反应器中, 以8%wt二甲苯作为回流溶剂, 添加0.1%wt单丁 基氧化锡催化剂, 在氮气或二氧化碳保护气氛下, 升温至180, 保温1h, 在1h内缓慢升到 200, 抽样检测, 当酸值为10mgKOH/g, 反应终止, 冷却到90, 减压抽提溶剂, 冷。

15、却至60 备用, 得到干性油醇酸树脂A; 所述干性油醇酸树脂A: 油度45%、 羟值112mgKOH/g、 分子量为 说明书 2/3 页 4 CN 105949881 A 4 2500-3000。 0011 2) 半加成物 (HEA-IPDI-NCO) 的制备 称取1molHEA (丙烯酸羟乙酯) 、 1molIPDI (异佛尔酮二异氰酸酯) , 混合后加入0.1%wt 阻聚剂 (MEHQ) 、 0.1%wtT-12催化剂, 在60下反应1h, 制成一端含有HEA, 另一端含有NCO 基团的半加成物 (HEA-IPDI-NCO) B, 半加成物中NCO含量为12-14%wt。 0012 3) 干性油醇酸树脂改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备 将30gA与33.8gB混合, 在90反应3h, 当NCO含量小于0.1%wt时停止反应, 降温至60 后过滤包装, 即得到所述3D打印用双重固化树脂。 说明书 3/3 页 5 CN 105949881 A 5 。

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