[發明專利]一種用于3D打印的生物基可降解材料

有效

• 申請號: 201410127250.1
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103923470A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 高延敏;馮清;胡兆勇;韓蓮
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C08L93/04
• 分類號: C08L93/04;C08L5/00;C08K13/02;C08K5/101;C08K3/26;C08K5/5425;C08B37/00;C09F1/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種用于3D打印的材料，具體涉及一種用于3D打印的生物基可降解材料。

背景技術

3D打印是一種快速成型技術，其中一種就是利用紫外光輻射而快速固化成型的。3D打印在成型上具有其快速一面，是一個發展非常迅速的行業。

但是，在發展過程中，3D打印所使用的材料大都來自合成材料，而打印的模型都是短暫使用的，在使用過一段時間后，就會遺棄。這些廢棄的材料都是化學合成的材料，很難光降解或發生生物降解，給環境造成了很大的壓力，因此需要解決3D打印材料的可降解問題。

發明內容

解決的技術問題：針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種用于3D打印的生物基可降解材料，解決了現有3D打印材料不能降解的問題，力學性能優異。

技術方案：本發明提供的用于3D打印的生物基可降解材料，由以下質量百分比含量的原料組成：丙烯酸食品膠衍生物20-45%，丙烯酸松香衍生物10-40%，月桂酸丙烯酸酯5-10%，超細碳酸鈣5-15%，乙烯基硅烷偶聯劑1-8%，羥基丙烯酸酯20-50%，光引發劑1-5%。

所述丙烯酸食品膠衍生物是由多糖基食品膠與丙烯酸反應生成，兩者的質量比為多糖基食品膠∶丙烯酸=1∶(1~5)，反應溫度為40~80℃，反應時間為6~10h，催化劑為三乙烯二胺，反應過程如下：

所述丙烯酸松香衍生物是由松香酸和丙烯酸羥乙酯反應生成，兩者的質量比為松香酸∶丙烯酸羥乙酯=1∶（1~3），反應溫度為60~100℃，反應時間為5~8h，催化劑為月桂酸有機錫，反應過程如下：

所述超細碳酸鈣的細度為0.5-5μm。所述光引發劑為光引發劑1173、光引發劑184、光引發劑907、光引發劑369、光引發劑1490、光引發劑1700中的一種。

所述乙烯基硅烷偶聯劑為乙烯基三氯硅烷偶聯劑、乙烯基三甲氧基硅烷偶聯劑、乙烯基三乙基硅烷偶聯劑、乙烯基三叔丁氧基硅烷偶聯劑、乙烯基三乙酰氧基硅烷偶聯劑和乙烯基三叔丁氧基硅烷偶聯劑中的一種。

本發明提供的用于3D打印的生物基可降解材料的制備方法，其制備步驟如下：按照上述質量百分比含量將各原料加入真空攪拌機中以2500?r/min攪拌3小時混合均勻，然后均勻地涂抹于玻璃板上，涂抹厚度為1~5μm，在紫外光源下輻照1~10秒固化，光強400~4000mW/cm²，波長300~500nm，得到可降解材料。

有益效果：（1）將本發明得到的用于3D打印的生物基可降解材料按照GB/T?19276.1-2003標準，模擬在自然含水環境中生物分解過程，測試得到其生物分解率最高能達到95%。（2）材料的光降解率達到85%-92%。（3）材料經過測試拉伸強度為1-5MPa，彎曲強度為0.5-3MPa。

具體實施方式

下面通過實施例的方式對本發明作進一步的說明，但本發明的范圍并不因此局限于下述實施例，而是由本發明的權利要求書和說明書限定。

實施例1

本實施例各原料的質量百分比含量：丙烯酸食品膠衍生物20%，丙烯酸松香衍生物40%，月桂酸丙烯酸酯5%，超細碳酸鈣5%，乙烯基三叔丁氧基硅烷偶聯劑5%，羥基丙烯酸酯20%，光引發劑5%。

用于3D打印的生物基可降解材料的制備方法：按照上述質量百分比含量將各原料加入真空攪拌機中以2500?r/min攪拌3小時，混合均勻，然后均勻地涂抹于玻璃板上，涂抹厚度為1~5μm，在紫外光源下輻照5秒固化，光強400mW/cm²，波長300nm，得到所需的可降解材料。

實施例效果：（1）將本發明的材料按照GB/T?19276.1—2003標準，模擬在自然含水環境中生物分解過程，測試得到其生物分解率達到95%。（2）材料的光降解率達到92%。（3）材料經過測試拉伸強度為5MPa，彎曲強度為3MPa。

實施例2

本實施例各原料的質量百分比含量：丙烯酸食品膠衍生物45%，丙烯酸松香衍生物10%，月桂酸丙烯酸酯5%，超細碳酸鈣15%，乙烯基三氯硅烷1%，羥基丙烯酸酯20%，光引發劑4%。

用于3D打印的生物基可降解材料的制備方法：按照上述質量百分比含量將各原料加入真空攪拌機中以2500?r/min攪拌3小時，混合均勻，然后均勻地涂抹于玻璃板上，涂抹厚度為1~5μm，在紫外光源下輻照5秒固化，光強4000mW/cm²，波長500nm，得到所需的可降解材料。