[發明專利]一種抗菌性光固化3D打印材料及其制備方法和3D打印裝置

有效

• 申請號: 201811014123.5
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN110872369B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 崔可建;李屹
• 申請（專利權）人: 深圳市繹立銳光科技開發有限公司
• 主分類號: C08F299/02
• 分類號: C08F299/02;C08F299/04;C08F299/06;C08F2/48;C08K3/08;C08K3/22;B29C64/124;B29C64/20;B33Y30/00;B33Y70/10
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 王新春;姚鵬

本發明提供了一種抗菌性光固化3D打印材料，所述材料包括以下重量份的組分：生物相容低聚物/單體100重量份，超分子光引發體系0.05?5重量份，抗菌劑5?30重量份，助劑1?20重量份，其中所述超分子光引發體系為在可見光波段的光輻射下具有活性的超分子化合物。

技術領域

本發明涉及一種抗菌性光固化3D打印材料及其制備方法和3D打印裝置，屬于3D打印應用技術領域。具體涉及一種具有抗菌性的可見光固化3D打印材料及其制備方法和打印該材料的3D打印裝置。

背景技術

3D打印(3D Printing)，又稱增材制造(Additive Manufacturing)，是一項新興的快速成型(Rapid Prototyping Manufacturing)技術，具有成型效率高、材料成本低、可制備復雜結構等優點，獨特的制造優勢使其受到了各領域極大青睞，被譽為第三次工業革命的標志。3D打印技術涉及多種成型方式，其中基于光固化成型原理，以光固化樹脂為原料的打印技術主要有立體光刻(SLA)、數字光處理(DLP)和三維噴墨打印(3DSP)三種。與其他成型方式相比，光固化3D打印成型具有成型精度高、打印速度快及工藝成熟等優點，目前被廣泛應用于產品設計、模具制造、科學研究、文化創意、醫療等眾多領域。

隨著3D打印技術應用的不斷拓展，3D打印產品已廣泛進入人們的生活。在現代高度文明的社會中，人們對于生活用品是否環保和是否有害健康有著極大重視，開發具有抗菌性能的3D打印材料非常重要。在醫療領域，許多醫療用品和設備都很容易感染微生物，隨著3D打印的醫療輔具和醫療植入物數量日益增多，進一步加劇了對抗菌性3D打印材料的需求。目前已有少量抗菌性光固化3D打印材料的相關報道，但這些材料大都需要使用紫外(UV)光固化3D打印技術。紫外光固化3D打印技術具有環境不友好，設備成本高以及固化深度低等不足，尤其是對于上述抗菌性光敏材料，其所包含的抗菌組分，常常是無機粉體或顆粒，對紫外光具有一定的吸收，從而會極大影響UV 3D打印的效率。如專利CN107312133A和CN205668388U所述，可見光3D打印技術可有效解決上述紫外光固化引起的問題，但目前并未有抗菌性可見光固化3D打印材料的報道。

現有技術中，材料構成中的光引發劑多為小分子化合物，在打印形成制件后，小分子光引發劑很容易遷移到制件表面，危害到接觸者的健康。有研究人員將小分子化合物與可聚合單體接枝，合成了大分子光引發劑，可以有效減少光引發劑的遷移，但大分子光引發劑合成過程復雜，不利于規模化制備。

因此，亟待解決的一個問題是開發出一種能夠減少或避免小分子光引發劑遷移到制件表面的具有抗菌性的可見光固化3D打印材料。

發明內容

技術問題

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種新型的抗菌性光固化3D打印材料，該材料通過可見光固化，能夠解決現有技術中采用紫外光固化所存在的安全性和打印效率問題；該材料使用超分子光引發體系進行固化，能夠解決現有的常規光引發劑容易遷移到制件表面而引起健康威脅的問題；該材料具有顯著的抗菌性，能夠解決制件容易感染微生物的問題。

另外，本發明的另一個目的在于提供一種上述抗菌性光固化3D打印材料的制備方法，通過該方法能夠制備出具有上述優異性能的抗菌性光固化3D打印材料，制備方法簡便易行。同時，在該方法中，將光引發劑通過主客體作用制備成超分子，制備方法簡單，防遷移效果顯著。

此外，本發明的再一個目的在于提供一種用于打印上述抗菌性光固化3D打印材料的3D打印裝置，所述3D打印裝置能夠采用可見光激光光源進行打印，且容納材料的容器可加熱材料，能夠改善材料的流動性，通過該3D打印裝置能夠將上述抗菌性光固化3D打印材料打印成具有抗菌性能和良好機械性能的制件，成型速度快，0.5～5s即可固化一層，打印效率高，克服了UV同類產品固化時間長的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種抗菌性光固化3D打印材料，所述材料包括以下重量份的組分：