[發(fā)明專利]一種增強型多重刺激光固化3D打印形狀記憶材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010567595.4
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111793175B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 單武斌;陳雷;劉鵬;周亮;黃小琦;顏成龍;蔣國云;肖湘彬
• 申請（專利權）人: 湖南電氣職業(yè)技術學院
• 主分類號: C08F283/10
• 分類號: C08F283/10;C08F289/00;C08F220/20;C08F222/20;C08F2/44;C08K9/06;C08K3/04;A61L31/06;A61L31/04;A61L31/02;A61L31/00;A61L31/14;B33Y70/10
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產(chǎn)權代理有限公司 11297
• 代理人: 劉桂榮

本發(fā)明公開了一種增強型多重刺激光固化3D打印形狀記憶材料及其制備方法，由環(huán)氧樹脂丙烯酸酯、甲基丙烯酸?2?羥基乙酯、二丙二醇二丙烯酸酯、光引發(fā)劑、改性無機填料、經(jīng)處理的魚鱗軟質層等組成；本發(fā)明經(jīng)過多種刺激完成形狀記憶過程，并且經(jīng)過力學性能增強后其形狀記憶恢復速度加快，僅需十幾秒鐘即可完成整個形狀記憶過程，結合光固化3D打印在醫(yī)學上應用的血管支架、無源控制的柔性機器人、家用智能開關方面進行應用。本發(fā)明制備方法生產(chǎn)周期短，成本低，省時省力，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術領域

本發(fā)明涉及光固化3D打印形狀記憶材料領域，具體涉及一種增強型多重刺激光固化3D打印形狀記憶材料及其制備方法。

背景技術

3D打印技術，也稱為增材制造，該技術以數(shù)字模型為基礎，運用粉末金屬或熱塑性塑料，通過層層疊加、逐層打印來形成三維實體的一項技術。光固化成型技術作為3D打印技術的一種，是利用光敏樹脂作為3D打印的原材料，在光照條件下內部單體和預聚物在光引發(fā)劑存在的條件下發(fā)生聚合和固化交聯(lián)，經(jīng)過層層聚合實現(xiàn)三維物件的制造。目前光固化3D打印成型技術包括立體光刻快速成型、數(shù)字光處理成型、面投影微立體光刻等，已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)設計、航空航天、牙科、醫(yī)療和教育等行業(yè)。

形狀記憶聚合物是功能材料的一種，具有廣闊的應用前景。形狀記憶材料通過響應外界溫度、光照、濕度、酸堿度、電磁等的刺激,對自身的狀態(tài)參數(shù)做出調整,最終恢復到初始設定的狀態(tài)。簡單地說,一個具有特定初始形狀的材料經(jīng)過形變并固定為另外一種形狀后稱被固定的這個形狀為暫時形狀,在外界物理或化學刺激下又能恢復到初始形狀,這樣的材料就是形狀記憶聚合物。目前,形狀記憶聚合物已被廣泛應用在生物醫(yī)學、封裝材料、智能紡織、航空航天等領域。

傳統(tǒng)的形狀記憶聚合物為熱塑性樹脂，采用注模工藝或熔融沉積3D打印技術進行制造，例如申請?zhí)枮镃N201910191350.3的中國發(fā)明專利公開了一種3D打印熱致性形狀記憶聚乳酸復合材料的制備方法,通過物理共混的方式將聚己內酯改性材料加入聚乳酸基體中,制備出一種3D打印熱致性形狀記憶聚乳酸基復合材料。申請?zhí)枮镃N201710076102.5的中國發(fā)明專利公開了一種3D打印形狀記憶樹脂材料、制備方法及其應用,其3D打印形狀記憶樹脂材料具有在溫水下的形狀記憶功能,可以通過形成膜的厚度改變調節(jié)彎曲剛度。

盡管熱塑性形狀記憶聚合物具有一定的形狀記憶功能，但其存在兩個方面的局限性：第一，刺激源單一，僅通過熱刺激完成形狀記憶過程，且力學性能較差；第二，形狀記憶恢復速度過慢，通過需要幾分鐘乃至更長的時間完成形狀記憶過程。在一定程度上限制了形狀記憶聚合物的應用前景。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術缺陷，本發(fā)明提供一種增強型多重刺激光固化3D打印形狀記憶材料及其制備方法?？山?jīng)過多種刺激完成形狀記憶過程，并且經(jīng)過力學性能增強后其形狀記憶恢復速度加快，僅需十幾秒鐘即可完成整個形狀記憶過程，結合光固化3D打印機本發(fā)明有望得到以下應用：

(1)醫(yī)學上應用的血管支架；

(2)無源控制的柔性機器人；

(3)家用智能開關。

本發(fā)明提供一種增強型多重刺激光固化3D打印形狀記憶材料，由以下質量份的原料組成：

環(huán)氧樹脂丙烯酸酯：20～70份；

甲基丙烯酸-2-羥基乙酯:30～60份；

二丙二醇二丙烯酸酯:10～30份

光引發(fā)劑:1-5份；

改性無機填料:0.05-3份；

經(jīng)處理的魚鱗軟質層：1-5份。

優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑為光引發(fā)劑819、光引發(fā)劑TPO、光引發(fā)劑184、光引發(fā)劑784或光引發(fā)劑ITX中的至少一種。