[發明專利]銀聚酯-磺化納米顆粒復合絲及其制備方法

有效

• 申請號: 201710189208.6
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107287681B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: V·M·法魯希亞;B·喬莎克瑞恩;M·N·克雷蒂安
• 申請（專利權）人: 施樂公司
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F1/10
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 蘇萌;鐘守期

本發明提供了一種復合絲及其制備方法，所述復合絲包含磺化聚酯基質和分散在所述基質內的多個銀納米顆粒。可自這樣的復合絲制造多種制品。

技術領域

本公開涉及包含分散在整個復合基質中的金屬納米顆粒的復合物，用于熔融沉積成型(FDM)中。

背景技術

醫學界對用于各種應用的三維3D打印的依賴正快速增加并涵蓋領域如組織和器官制造、可定制裝置(如假體、護口器、矯形器、助聽器和植入物)以及與受控藥物遞送和個性化藥品生產相關的藥物探索。許多這些醫學應用需要能夠抑制細菌、微生物、病毒或真菌生長的復合材料。3D 打印的其他產品如廚房工具、玩具、教育材料和無數的家庭用品也將為細菌生長提供有利的環境，因此抗菌復合材料在與這些產品有關的用途中也是需要的。由于3D打印材料的分層構造，細菌生長的潛力可能非常顯著，尤其是因為某些細菌菌株實際上可在這些材料的精細結構組成內興盛。單獨的洗滌不能對這些產品的表面和裂縫完全滅菌。

因此，3D打印存在對具有抗菌性的新材料的需要。3D打印方法之一為FDM，其是一種常見的增材制造(3D打印)技術。FDM是一種用于從計算機輔助設計(CAD)模型制造實物3D物體的增層制造技術。FDM技術可處理常見的3D打印材料，如聚乳酸(PLA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 (ABS)和高密度聚乙烯(HDPE)。FDM基于加熱原材料并然后通常以一系列堆疊的圖案化層擠出原材料的原理工作，從而形成構造。FDM方法使用熔融的熱塑性材料/聚合物作為用于通過熔融塑料的擠出制造3D制品的構建材料。此成型方法為其中提供計算機輔助設計的多步驟方法，在醫療應用的情況下，此模型將來自超聲、計算機斷層掃描或磁共振圖像。然后由設置所需構建參數的軟件處理該設計。文件數據由FDM裝置使用以構建制品。絲材料的卷軸被進給到經加熱的擠出頭中，該擠出頭以逐層的方式向構建平臺上遞送半液體材料。隨著模型的建立，由于構建室的溫差，層在沉積后凝固。在一些情況下，所述頭還可擠出可移除的支承材料，所述支承材料充當支架以在物體層冷卻時使物體層保持在適當的位置。該支承材料可隨后通過加熱、分離或洗滌(在超聲波振動槽中)移除。美國專利號5,121,329中描述了用于構建模型的逐層沉積材料方法。通過沉積可流動模型材料的層來制造三維模型的裝置和方法的實例見述于美國專利號4,749,347、美國專利號5,121,329、美國專利號5,303,141、美國專利號5,340,433、美國專利號5,402,351、美國專利號5,503,785、美國專利號 5,587,913、美國專利號5,738,817、美國專利號5,764,521和美國專利號 5,939,008中。擠出頭從噴嘴向底座上擠出經加熱的可流動的成型材料。底座包括可移除地附接到成型平臺的成型基板。隨著擠出頭和底座通過x-y-z 龍門架系統在三個維度中相對于彼此移動，擠出的材料在由CAD模型限定的區域中逐層沉積。沉積之后材料凝固形成三維模型。公開了可使用熱塑性材料作為模型材料，并且該材料可在沉積后通過冷卻來凝固。

發明內容

在一些方面，本文的實施方案涉及絲復合物，其包含磺化聚酯基質和分散在所述基質內的多個銀納米顆粒，用于熔融沉積成型(FDM)應用中。

在一些方面，本文的實施方案涉及方法，其包括：加熱在無有機物的溶劑中的磺化聚酯樹脂；向經加熱的在無有機物的溶劑中的樹脂中加入銀 (I)離子的溶液以形成混合物；向所述混合物中加入還原劑的溶液，從而形成包含磺化聚酯基質和分散在所述磺化聚酯基質內的多個銀納米顆粒的顆粒乳液；使所述顆粒乳液聚集以形成聚集顆粒；使所述聚集顆粒聚結以形成聚結顆粒；洗滌所述聚結顆粒，從而形成復合粉末；和擠出所述復合粉末以產生所述復合絲。

在一些方面，本文的實施方案涉及包含復合粉末的制品，所述復合粉末包含磺化聚酯基質和分散在所述基質內的多個銀納米顆粒，其中所述銀納米顆粒以約0.5ppm至約50,000ppm的范圍存在于所述復合絲中；此外其中所述復合絲具有約0.5mm至約5mm的直徑。

附圖說明

下文將結合附圖描述本公開的各種實施方案，其中：