[發(fā)明專利]一種石墨烯-羥基磷灰石納米材料共同增強(qiáng)紫外光固化樹脂及制備方法、立體成型方法

在審

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• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN109320667A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李妍;馮祖瑩;郝亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F222/20;C08K3/04;C08K3/32;B33Y70/00
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 鄒桂敏

本發(fā)明提供一種石墨烯?羥基磷灰石納米材料共同增強(qiáng)紫外光固化樹脂,由以下質(zhì)量份的原料制得：樹脂基體35～75份，稀釋劑20～50份，光引發(fā)劑1～3份，增強(qiáng)材料一0～5份，增強(qiáng)材料二0～20份，所述樹脂基體為生物基材料，所述稀釋劑能降低粘度，同時(shí)參與光固化反應(yīng)，所述光引發(fā)劑能引發(fā)單體聚合交聯(lián)固化，所述增強(qiáng)材料一能改善樹脂基體的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性及生物相容性，所述增強(qiáng)材料二能改善樹脂基體的力學(xué)性能及生物相容性。本發(fā)明還提供了上述紫外光固化樹脂的制備方法。利用本發(fā)明提供的紫外光固化樹脂通過光固化立體成型技術(shù)可以簡單、高效制造可控孔形、孔徑≥0.02mm、孔隙率≥85％的仿生骨結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光固化立體成型材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯-羥基磷灰石納米材料共同增強(qiáng)紫外光固化樹脂及制備方法、立體成型方法。

背景技術(shù)

石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯具有優(yōu)異的性能：僅有2.3％的光被吸收、室溫下電導(dǎo)率為10⁴S/cm、比表面積高達(dá)2630m/g，熱導(dǎo)率約為5000W/mk，楊氏模量高達(dá)1TPa，使得其在傳感器、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景。羥基磷灰石是脊椎動物骨骼和牙齒的主要無機(jī)組成成分，其具有優(yōu)良的生物相容性和生物活性，廣泛用于生物組織工程中。由于創(chuàng)傷、腫瘤、感染等因素造成的骨缺損是臨床面臨的難題之一。目前骨缺損常用的修復(fù)方法有自體骨移植、異體骨移植、人工合成替代物等，但均在不同程度上存在一定問題。近年來，隨著骨組織工程研究的不斷深入以及3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，為解決個(gè)性化骨缺損的修復(fù)提供了新思路。

3D打印技術(shù)又稱增材制造技術(shù)，通過3D打印技術(shù)可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)以滿足骨組織工程中所應(yīng)用的支架結(jié)構(gòu)。但目前能夠打印的石墨烯/羥基磷灰石復(fù)合高分子材料并不多。目前商業(yè)化成熟的3D打印技術(shù)可分為熔融沉積制造(FDM)、光固化(SLA)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)等。紫外光固化的材料具備固化速度快、成型精度高、表面光潔好、物件機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。光固化立體成型技術(shù)，首先借助CAD軟件設(shè)計(jì)一個(gè)模型，然后用計(jì)算機(jī)的切片軟件將模型按照截面輪廓橫縱切為設(shè)置好的多層層厚一致的2維平面，形成.STL格式的文件，將.STL文件導(dǎo)入到光固化打印機(jī)中，根據(jù)模型信息控制升降臺在垂直方向移動一個(gè)層片的高度,層層疊加直到打印出實(shí)物。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種石墨烯-羥基磷灰石納米材料共同增強(qiáng)紫外光固化樹脂，該紫外光固化樹脂具有良好的力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能和導(dǎo)電性能，還提供了一種工藝簡單的石墨烯-羥基磷灰石納米材料共同增強(qiáng)紫外光固化樹脂的制備方法和立體成型方法。

本發(fā)明提供一種石墨烯-羥基磷灰石納米材料共同增強(qiáng)紫外光固化樹脂,由以下質(zhì)量份的原料制得：樹脂基體35～75份，稀釋劑20～50份，光引發(fā)劑1～3份，增強(qiáng)材料一0～5份，增強(qiáng)材料二0～20份，所述樹脂基體為生物基材料，所述稀釋劑能降低粘度，同時(shí)參與光固化反應(yīng)，所述光引發(fā)劑能引發(fā)單體聚合交聯(lián)固化，所述增強(qiáng)材料一能改善樹脂基體的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性及生物相容性，所述增強(qiáng)材料二能改善樹脂基體的力學(xué)性能及生物相容性。

進(jìn)一步地，由以下質(zhì)量份的原料制得：樹脂基體61份，稀釋劑37份，光引發(fā)劑1.5份，增強(qiáng)材料一0.5份，增強(qiáng)材料二2份。

進(jìn)一步地，由以下質(zhì)量份的原料制得：樹脂基體72份，稀釋劑28份，光引發(fā)劑1.2份，增強(qiáng)材料一3.5份，增強(qiáng)材料二15份。

進(jìn)一步地，由以下質(zhì)量份的原料制得：樹脂基體40份，稀釋劑45份，光引發(fā)劑2.5份，增強(qiáng)材料一2.5份，增強(qiáng)材料二12份。

進(jìn)一步地，所述樹脂基體為聚丙交酯多元醇制得的聚氨酯類低聚物，所述稀釋劑為甲基丙烯酸二縮乙二醇酯，所述光引發(fā)劑為苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，所述增強(qiáng)材料一為石墨烯，所述增強(qiáng)材料二為羥基磷灰石。