纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物及其制备方法技术

本发明专利技术属于光固化材料技术领域，具体的涉及一种纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物及其制备方法。以质量份数计，由75‑90份的光固化单体、5‑25份的光固化树脂、0.1‑5.0份的光引发剂和0.5‑5.0份的助剂组成。本发明专利技术所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物，加工精度高、性能优异、适用于激光直写技术制造纳米微针和微针阵列，且能够实现批量化生产，克服传统金属微针或光刻工艺的缺点，可广泛用于多种尺寸的纳米微针和微针阵列的制造，具有广泛的产业利用价值。

【技术实现步骤摘要】
纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物及其制备方法
本专利技术属于光固化材料
，具体的涉及一种纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物及其制备方法。
技术介绍
微针给药是一种新型的透皮给药方式，它提供了一种无痛且微创的方法进行给药即利用其微小的针头刺穿皮肤的最外层-角质层，然后使药物进入体内发挥作用，以其有效、安全、无痛等给药优势在透皮给药领域中得到了广泛应用。固体微针的制作一般采用一些硬度较好的材料，如硅、金属、聚合物等。其中，硅材料在MEMS中的加工技术比较成熟，是最早被用于制作微针，用于研究药物透皮传递的材料，然而由于硅材料使用MEMS加工成本高昂，同时使用过程易断裂的缺陷已逐渐被淘汰。而传统光刻工艺制备纳米微针及微针阵列需要镀金属种子涂层、旋涂、前烘、曝光以及显影等过程，同时高精度的微针阵列对掩模要求很高，增加制作成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物；该组合物加工精度高、性能优异、适用于激光直写技术制造纳米微针和微针阵列，且能够实现批量化生产；本专利技术同时提供了其制备方法。本专利技术所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物，以质量份数计，由以下原料组成：其中：光固化单体为丙烯酸酯类、丙烯酸酯类改性有机硅单体或丙烯酸酯类改性有机硅齐聚物中的一种或多种，其中可光固化基团n≥2，优选n≥3，粘度为50-1500厘泊。光固化单体为(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯酸酯类改性有机硅单体或(甲基)丙烯酸酯类改性有机硅齐聚物中的一种或多种。优选的，光固化单体为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3(乙氧基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(6)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(9)乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(15)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(20)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、3(丙氧基)丙三醇三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、4(乙氧基)季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯或Ormocomp(生产厂家为microresisttechnologycompany)中的一种或多种。光固化树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯中的任意一种或多种。聚氨酯丙烯酸酯是脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(优选润奥化工UT53956)或芳香族聚氨酯丙烯酸酯(优选美国湛新EBECRYL220)中的一种或两种。光引发剂为自由基型光引发剂，自由基型光引发剂为裂解型(Ⅰ型)光引发剂或夺氢型(Ⅱ型)光引发剂中的一种，优选为酰基膦氧化物类Irgcure819(苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦)或α-胺烷基芳基酮Irgcure369(BDMB：1-对吗啉苯基-2-二甲胺基-2-苄基-1-丁酮)；更优选的，酰基膦氧化物类Irgcure819质量份数为1.0份；α-胺烷基芳基酮Irgcure369质量份数为2.0份。助剂是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或几种，其中优选聚甲基丙烯酸甲酯。本专利技术所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物的制备方法，将光固化单体、光固化树脂、光引发剂和助剂在常温下混合，使用真空抽滤可换膜过滤器过滤后，在避光或黄光条件下密封保存即得到光敏材料组合物。优选的，本专利技术所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物的制备方法，将光固化单体与光固化树脂按比例加入双行星搅拌机中，搅拌25-35分钟，优选30分钟，充分混合均匀后，在避光或黄光条件下再将光引发剂和助剂按比例加入，搅拌1-3小时，优选2小时，使用真空抽滤可换膜过滤器过滤后，注入棕色瓶中密封保存。本专利技术所述的光敏材料组合物的应用，采用激光直写技术、近红外飞秒激光双光子聚合或多光子聚合等固化方式中的一种，在光敏材料组合物上实现无需掩模或者模具的复杂三维纳米微针和微针阵列的直接制造。优选的，本专利技术使用激光直写技术，利用超短激光脉冲曝光预定义的三维微纳结构在光敏材料上实现无需掩模或者模具的复杂三维纳米微针和微针阵列的直接制造。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)本专利技术制得的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物，一方面适用于激光直写技术，利用超短激光脉冲曝光预定义的三维微纳结构在光敏材料上实现无需掩模或者模具的复杂三维纳米微针和微针阵列的直接制造；另一方面，根据应用端的需求可实现纳米微针和微针阵列在延伸性、抗冲击、皮肤穿透性及高的剥离和撕裂强度等优异性能，克服传统金属微针或光刻工艺的缺点，可广泛用于多种尺寸的纳米微针和微针阵列的制造。(2)本专利技术所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物，加工精度高、性能优异、适用于激光直写技术制造纳米微针和微针阵列，且能够实现批量化生产，克服传统金属微针或光刻工艺的缺点，可广泛用于多种尺寸的纳米微针和微针阵列的制造，具有广泛的产业利用价值。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1-5实施例1所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物，原料由光固化单体、光固化树脂、光引发剂和助剂组成，实施例2-5的原料与实施例1相同，实施例1-5光敏组合物具体的原料组成如表1所示。实施例1所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物的制备方法，将光固化单体与光固化树脂按比例加入双行星搅拌机中，搅拌30分钟充分混合均匀后，在避光或黄光条件下再将光引发剂和助剂按比例加入，搅拌2小时，使用真空抽滤可换膜过滤器过滤后，注入棕色瓶中密封保存；实施例2-5的制备方法与实施例1相同。将实施例1-5制备的光敏材料组合物应用于制备三维纳米微针和微针阵列：采用激光直写技术，利用超短激光脉冲曝光预定义的三维微纳结构分别在实施例1-5制备的光敏材料组合物上实现无需掩模或者模具的复杂三维纳米微针和微针阵列的直接制造，并对微针成型形状和微针对玻璃基材粘接性进行性能检测，结果如表1所示。对比例1-2对比例1-2所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物的原料组成如表1所示；光敏材料组合物的制备方法与实施例1相同，将光敏材料组合物应用于制备纳米微针和微针阵列的方法与实施例1相同。表1光敏材料组合物原料组成及其采用光敏材料组合物制备纳米微针和微针阵列的性能检测结果所以，本专利技术提供的一种高精密度、适合批量化生产的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物及其制备方法，克服传统金属微针或光刻工艺的缺点，可广泛用于多种尺寸的纳米微针和微针阵列的制造，具有广泛的产业利用价值。上述实施例仅示例性说明本专利技术的制备原理及其用途，而非用于限制本专利技术。任何熟悉此技术的人士皆可以在不违背本专利技术的精神本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物，其特征在于：以质量份数计，由以下原料组成：/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物，其特征在于：以质量份数计，由以下原料组成：





2.根据权利要求1所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物，其特征在于：光固化单体为丙烯酸酯类、丙烯酸酯类改性有机硅单体或丙烯酸酯类改性有机硅齐聚物中的一种或多种，其中可光固化基团n≥2，粘度为50-1500厘泊。


3.根据权利要求1所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物，其特征在于：光固化单体为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3(乙氧基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(6)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(9)乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(15)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(20)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、3(丙氧基)丙三醇三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、4(乙氧基)季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯或Ormocomp中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的纳米微针和微针阵列制作用光敏材料组合物，其特征在于：光固化树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯中的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕亚龙，王灯旭，张善荣，
申请(专利权)人：山东圣佑高科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37