
首先,挑聚乙二醇 200 来对环氧树脂 E51 进行改造,然后让改造后的它和丙烯酸发生酯化反应。研究温度、催化剂的用量、阻聚剂的用量、反应时间对这个反应有啥影响,目的是降低树脂的粘度,让样品固化后的柔韧性变好。用傅里叶红外光谱(FT - IR)、无畸变极化转移增强(DEPT)谱和核磁共振氢谱(1H NMR)来看看产物的组成结构是啥样的。

其次,设计 DLP 型珠宝首饰 3D 打印料的配方,研究聚乙二醇 200 改性环氧丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯、活性稀释剂二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、光引发剂 2,4,6 - 三甲基苯甲酰基 - 二苯基氧化膦(TPO)、助剂聚乙烯蜡浆它们不同的添加比例,对粘度、曝光时间、固化后的收缩率、弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、断裂伸长率、凝胶率、表面粗糙度、邵氏硬度、灰分率这些方面有啥影响,然后找出最好的配比。

最后,选二官能度聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP9EOTA)这三种活性单体,还有聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉填料,对环氧丙烯酸酯(EA)进行混合改造。看看不同的配比对粘度、曝光时间、固化后的收缩率、弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、断裂伸长率、凝胶率、表面粗糙度、邵氏硬度、灰分率这些的影响,用 SEM 技术分析冲击断面来确定增韧效果好不好,用 TEM 技术看看填料在打印料里分散得怎么样,这样就能得到最好的配方了。我们做出价格便宜的新型聚乙二醇改性环氧丙烯酸酯,它能解决现在环氧丙烯酸酯的性能不好的问题,能让粘度降得很明显,还能让固化样品的柔韧性变好。用价格便宜、到处都能找到的环氧丙烯酸酯当基础材料,选好多有光固化活性的单体和蜡粉混合改造,配出粘度低的 DLP 型 3D 打印料,用这个打印出柔韧性好、灰分率低、力学性能不错的钻戒和吊坠模型,这能给 3D 打印料国产化提供经验和参考。随着 3D 打印技术不断发展,它能用的地方越来越多,适合 3D 打印的光固化树脂材料也越来越多了。

3D 打印光固化树脂配方一般主要是由预聚物、活性稀释剂、光引发剂和其他助剂组成的。挥发性有机溶剂用得特别少,制作过程相对安全环保。预聚物一般是有不饱和官能团的树脂和 UV 单体。当光引发剂接收到一定波长的紫外光或者可见光后,就会让预聚物的不饱和键发生聚合反应,形成高分子长链或者三维立体结构,这样就固化成型了,这个过程只需要很少的能量。现在 DLP 型 3D 打印机大多是桌面级的,打印精度高,打印速度快,操作简单,成本低。但是现在适合 DLP 型 3D 打印的光固化材料大多是树脂,在珠宝首饰这些高精度领域应用的时候,还是有很多问题。一般来说,单独一种树脂或者 UV 单体很难达到珠宝首饰构件那种高精度、力学性能好还得有一定柔韧性的综合性能要求。环氧丙烯酸酯是环氧树脂和丙烯酸在催化剂、阻聚剂作用下发生酯化反应得到的有碳碳双键的不饱和树脂。它分子里的苯环能让树脂固化后刚性、强度、硬度、光泽度和热稳定性都特别高,同时侧链的羟基能让它容易附着在多种极性基材上,还能很好地润湿颜料。