[发明专利]一种生物基的紫外光固化树脂及制备方法、立体成型方法

说明书

本发明提供一种生物基的紫外光固化树脂，由以下质量份的原料组成：树脂基体50～75份，稀释剂25～50份，光引发剂1～3份，所述树脂基体为生物基材料，所述稀释剂能降低粘度，同时参与光固化反应，所述光引发剂能引发单体聚合交联固化。本发明提供的生物基的紫外光固化树脂具有良好的力学性能，是目前商业用紫外光固化立体成型树脂材料的3～5倍，打印精度高，可以制造结构复杂的多孔骨结构，在生物医学方面，尤其是生物组织工程以及人工骨的应用上有巨大潜能。

技术领域

本发明涉及光固化立体成型材料技术领域，尤其涉及一种生物基的紫外光固化树脂及制备方法、立体成型方法。

背景技术

生物基光固化3D打印树脂配方项目具有国际先进性和重要的市场需求空间。目前3D打印用材料主要市场基于工艺熔融沉积制造(FDM)的线材材料、光固化(SLA)的液态树脂材料、选择性激光烧结(SLS)的塑料烧结粉末和金属烧结粉末，以及其他生物性材料等等。紫外光固化的材料具备固化速度快、成型精度高、表面光洁好、物件机械强度高等优点。光固化立体成型技术，首先根据计算机的切片软件将模型按照截面轮廓横纵切为设置好的多层层厚一致的2维平面，然后将切好片的软件导入到光固化打印机中，根据模型信息控制升降台在垂直方向移动一个层片的高度,层层叠加直到打印出实物。

目前国内研发光固化耗材的公司或研究组很少，国际上有实力研发该类耗材的也不多，并且主要依赖于设备生产商。而生物基光固化材料研究鲜有报道，成为国内外3D打印研发方向的空白。基于生物基的光固化打印耗材具有其他打印材料不可替代的优势，具有很高的重要性和必要性，打印的物体具有生物可降解性，生物相容性，皮肤接触的安全性等功能，同时达到具体应用场景所要求的一定硬度和强度，或者可穿戴设备的柔性要求。区别于其他紫外光固化树脂主要以石化类合成原料为主的不足，生物基树脂可实现生产，打印成型，打印件使用全过程更加环保清洁，大幅降低污染物。然而，目前国内外广泛研制的生物3D打印材料具有技术成熟度不够，离产业化规模远，应用范围有限，成本极高以及主要只适用于低效率的喷头FDM打印的各类缺点。因此，需要一种基于光固化技术生物基材料，使该类材料产业化可能性加大，使用成本降低，以适用于广泛的生物相容的可穿戴设备和广泛对环境要求高的农业，医药，生物等实际应用领域。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具备良好力学性能的生物基的紫外光固化树脂，还提供了一种工艺简单的紫外光固化树脂的制备方法和立体成型方法。

本发明提供一种生物基的紫外光固化树脂，由以下质量份的原料组成：树脂基体50～75份，稀释剂25～50份，光引发剂1～3份，所述树脂基体为生物基材料，所述稀释剂能降低粘度，同时参与光固化反应，所述光引发剂能引发单体聚合交联固化。

进一步地，由以下质量份的原料组成：树脂基体61.7份，稀释剂37份，光引发剂1.3份。

进一步地，所述树脂基体为聚丙交酯多元醇制得的聚氨酯类低聚物，所述稀释剂为甲基丙烯酸二缩乙二醇酯，所述光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。

本发明还提供一种上述生物基的紫外光固化树脂的制备方法，包括以下步骤：

S1，将光引发剂溶解在稀释剂中，得到均一溶液；

S2，将均一溶液与树脂基体混合，得到混合物；

S3，将混合物搅拌一段时间，搅拌结束后，去除混合物中的气泡，即得到紫外光固化树脂。

进一步地，步骤S3中，利用分散机在1000r/min的转速下将混合物搅拌30min。

进一步地，步骤S3中，去除混合物中的气泡的过程为：将混合物放置在真空泵中，在-1bar的压力下，将混合物中的气泡除去。

本发明还提供一种上述生物基的紫外光固化树脂的应用，利用所述紫外光固化树脂通过紫外光固化立体成型技术能够打印3D模型的实物。