[发明专利]一种石墨烯-羟基磷灰石纳米材料共同增强紫外光固化树脂及制备方法、立体成型方法

说明书

本发明提供一种石墨烯‑羟基磷灰石纳米材料共同增强紫外光固化树脂,由以下质量份的原料制得：树脂基体35～75份，稀释剂20～50份，光引发剂1～3份，增强材料一0～5份，增强材料二0～20份，所述树脂基体为生物基材料，所述稀释剂能降低粘度，同时参与光固化反应，所述光引发剂能引发单体聚合交联固化，所述增强材料一能改善树脂基体的导热性、导电性及生物相容性，所述增强材料二能改善树脂基体的力学性能及生物相容性。本发明还提供了上述紫外光固化树脂的制备方法。利用本发明提供的紫外光固化树脂通过光固化立体成型技术可以简单、高效制造可控孔形、孔径≥0.02mm、孔隙率≥85％的仿生骨结构。

技术领域

本发明涉及光固化立体成型材料技术领域，尤其涉及一种石墨烯-羟基磷灰石纳米材料共同增强紫外光固化树脂及制备方法、立体成型方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的性能：仅有2.3％的光被吸收、室温下电导率为10⁴S/cm、比表面积高达2630m/g，热导率约为5000W/mk，杨氏模量高达1TPa，使得其在传感器、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。羟基磷灰石是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机组成成分，其具有优良的生物相容性和生物活性，广泛用于生物组织工程中。由于创伤、肿瘤、感染等因素造成的骨缺损是临床面临的难题之一。目前骨缺损常用的修复方法有自体骨移植、异体骨移植、人工合成替代物等，但均在不同程度上存在一定问题。近年来，随着骨组织工程研究的不断深入以及3D打印技术的出现，为解决个性化骨缺损的修复提供了新思路。

3D打印技术又称增材制造技术，通过3D打印技术可以轻松实现各种复杂结构以满足骨组织工程中所应用的支架结构。但目前能够打印的石墨烯/羟基磷灰石复合高分子材料并不多。目前商业化成熟的3D打印技术可分为熔融沉积制造(FDM)、光固化(SLA)、选择性激光烧结(SLS)等。紫外光固化的材料具备固化速度快、成型精度高、表面光洁好、物件机械强度高等优点。光固化立体成型技术，首先借助CAD软件设计一个模型，然后用计算机的切片软件将模型按照截面轮廓横纵切为设置好的多层层厚一致的2维平面，形成.STL格式的文件，将.STL文件导入到光固化打印机中，根据模型信息控制升降台在垂直方向移动一个层片的高度,层层叠加直到打印出实物。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种石墨烯-羟基磷灰石纳米材料共同增强紫外光固化树脂，该紫外光固化树脂具有良好的力学性能、导热性能和导电性能，还提供了一种工艺简单的石墨烯-羟基磷灰石纳米材料共同增强紫外光固化树脂的制备方法和立体成型方法。

本发明提供一种石墨烯-羟基磷灰石纳米材料共同增强紫外光固化树脂,由以下质量份的原料制得：树脂基体35～75份，稀释剂20～50份，光引发剂1～3份，增强材料一0～5份，增强材料二0～20份，所述树脂基体为生物基材料，所述稀释剂能降低粘度，同时参与光固化反应，所述光引发剂能引发单体聚合交联固化，所述增强材料一能改善树脂基体的导热性、导电性及生物相容性，所述增强材料二能改善树脂基体的力学性能及生物相容性。

进一步地，由以下质量份的原料制得：树脂基体61份，稀释剂37份，光引发剂1.5份，增强材料一0.5份，增强材料二2份。

进一步地，由以下质量份的原料制得：树脂基体72份，稀释剂28份，光引发剂1.2份，增强材料一3.5份，增强材料二15份。

进一步地，由以下质量份的原料制得：树脂基体40份，稀释剂45份，光引发剂2.5份，增强材料一2.5份，增强材料二12份。

进一步地，所述树脂基体为聚丙交酯多元醇制得的聚氨酯类低聚物，所述稀释剂为甲基丙烯酸二缩乙二醇酯，所述光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，所述增强材料一为石墨烯，所述增强材料二为羟基磷灰石。