一种超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料及其制备方法，属于树脂技术领域。由以下原料按重量份制备而成：活性稀释单体40

【技术实现步骤摘要】
一种超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及树脂
，具体涉及一种超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]3D打印技术又可以称作增材制造技术，最早出现在20世纪80年代，是一种集计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、数控成型系统、新材料等先进技术于一体的具有革命性的加工制造技术。基本原理是通过设计、重构三维数字模型，将模型分层切片，利用激光器、电子束和紫外光源等方法将金属粉、陶瓷粉、塑料等。当前成型光敏树脂的来源，主要依赖于进口，随着使用规模的扩展，对树脂的需求以及对高性能的要求都有了很大的提升，而国外的树脂价格很高，海内成型树脂的白度欠佳、且拉伸强度不高，不能够达到工业发展的要求，阻挡了该技术的普及和应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出一种超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料及其制备方法，具有粘度低，固化速度快，材料兼具强度和韧性，成型样件打印精度高，可以完整展示齿科特征细节。本专利技术还提供一种3D打印光固化树脂材料的制备方法，制备过程简单，生产效率高，有利于工业化生产和制造，降低生产成本。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供一种超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料，由以下原料按重量份制备而成：活性稀释单体40
‑
60份，聚氨酯丙烯酸酯低聚物40
‑
60份，光引发剂1
‑
3份，疏水改性二氧化钛纳米材料3
>‑
5份。
[0005]作为本专利技术的进一步改进，所述活性稀释单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三环癸烷二羟甲基二丙烯酸酯、N
‑
丙烯酰吗啉、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯中的一种或多种。
[0006]作为本专利技术的进一步改进，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、四官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、六官能度环氧丙烯酸酯中的一种或多种。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为4800
‑
8200cps/25℃；所述二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为1900
‑
2300cps/60℃；所述二官能度乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯的粘度为600
‑
1300cps/25℃；所述四官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为2750
‑
5250cps/25℃；所述六官能度环氧丙烯酸酯的粘度为20000
‑
40000cps/25℃。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述光引发剂为（2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基）二苯基氧化膦、苯基双（2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基）氧化膦、2
‑
异丙基硫杂蒽酮、1
‑
羟基环已基苯基甲酮中的一种或多种。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述疏水改性二氧化钛纳米材料的制备方法如下：S1.将硝酸钛和柠檬酸溶于水中，加热蒸发溶剂制得溶胶，升高温度蒸发制得干凝胶，焙烧，球磨，制得二氧化钛纳米材料；S2.将步骤S1制得的二氧化钛纳米材料分散于水中，加入表面活性剂，搅拌反应，离心，洗涤，干燥，制得疏水改性二氧化钛纳米材料。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述硝酸钛和柠檬酸的质量比为10
‑
15:22
‑
25，所述加热蒸发的温度为80
‑
90℃，所述升高温度为升高温度至加热器的温度为150
‑
170℃，所述焙烧的温度为450
‑
550℃，时间为2
‑
3h，所述球磨的时间为1
‑
2h。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述二氧化钛纳米材料、表面活性剂的质量比为10:1
‑
2，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基二甲基苄基氯化胺、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基溴化钠、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵中的至少一种，所述搅拌反应的温度为45
‑
50℃，时间为0.5
‑
1h。
[0012]本专利技术进一步保护一种上述超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料的制备方法，包括以下步骤：（1）在遮光条件下，将所述活性稀释单体和光引发剂搅拌混合至完全透明；（2）待步骤（1）中的材料体系透明后，在加热条件下，依次加入聚氨酯丙烯酸酯低聚物搅拌至体系完全透明，然后加入疏水改性二氧化钛纳米材料，待分散均匀后超声震荡消泡，制得超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述加热条件为加热至50
‑
70℃；采用波长为385
‑
405nm紫外光源的DLP 3D打印设备将超硬齿科模型的光固化3D打印树脂材料固化成型。
[0014]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术光固化3D打印树脂材料，粘度低，固化速度快，材料兼具强度和韧性，成型样件打印精度高，可以完整展示齿科特征细节。本专利技术还提供一种3D打印光固化树脂材料的制备方法，制备过程简单，生产效率高，有利于工业化生产和制造，降低生产成本。
[0015]（1）本专利技术超硬齿科模型的光固化3D打印树脂材料打印出的产品气味低、粘度低、打印精度高，力学性能满足需求。力学性能测试表明，本专利技术3D打印测试试样的拉伸强度约为40MPa，弯曲强度约为60MPa；且打印产品特征细节展示良好，满足齿科加工中形修、试戴等工艺的需求；（2）本专利技术超硬齿科模型的光固化3D打印树脂材料配方是低引发剂含量，具有低气味特点，适用于模型尤其是齿科模型的展示和应用；（3）本专利技术制得的疏水改性二氧化钛纳米材料中二氧化钛是一种半导体材料，可吸收能量高于或等于其禁带宽度3.0eV产生电子
‑
空穴对，此电子
‑
空穴对会与其它电子和空穴复合发生氧化还原反应，因此，能够促进光引发剂对材料的光引发固化交联作用，加快固化时间，固化后的材料不会出现脏版、糊版、起泡等缺陷，另外，疏水改性二氧化钛纳米材料使得固化后的树脂具有较强的疏水效应，进一步降低光固化材料的吸水率，提高光固化工件在湿热环境下的耐候性，扩展了材料的使用用途；（4）本专利技术超硬齿科模型的光固化3D打印树脂材料的制备方法简单，原料易得，能有效缩短产品制造周期，有利于工业化生产和制造。
实施方式
[0016]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]制备例1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：活性稀释单体40
‑
60份，聚氨酯丙烯酸酯低聚物40
‑
60份，光引发剂1
‑
3份，疏水改性二氧化钛纳米材料3
‑
5份。2.根据权利要求1所述超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料，其特征在于，所述活性稀释单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三环癸烷二羟甲基二丙烯酸酯、N
‑
丙烯酰吗啉、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、四官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、六官能度环氧丙烯酸酯中的一种或多种。4.根据权利要求3所述超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料，其特征在于，所述二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为4800
‑
8200cps/25℃；所述二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为1900
‑
2300cps/60℃；所述二官能度乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯的粘度为600
‑
1300cps/25℃；所述四官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘度为2750
‑
5250cps/25℃；所述六官能度环氧丙烯酸酯的粘度为20000
‑
40000cps/25℃。5.根据权利要求1所述超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料，其特征在于，所述光引发剂为（2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基）二苯基氧化膦、苯基双（2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基）氧化膦、2
‑
异丙基硫杂蒽酮、1
‑
羟基环已基苯基甲酮中的一种或多种。6.根据权利要求1所述超硬齿科模型光固化3D打印树脂材料，其特征在于，所述疏水改性二氧化钛纳米材料的制备方法如下：S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭振国，
申请(专利权)人：湖南增材精准医疗研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：