[发明专利]一种抗菌型3D打印水性光固化材料

说明书

本发明公开了一种抗菌型3D打印水性光固化材料，主要包括以下重量份的原料：环氧丙烯酸树脂50‑70份；水溶性聚氨醋丙烯酸酯10‑20份；丙烯酸酯单体10‑30份；引发剂1‑5份；纳米银抗菌剂0.5‑3份；其它助剂1‑2份。具有较好的力学性能，同时还具有抗菌抑菌功能。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种具有抗菌性能的3D打印用的水性光固化材料，主要用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领领域。替代传统的手工精细加工工艺，具有不受零件复杂程度限制，完全数字化控制等特点。

背景技术

目前3D打印技术常用的光固化材料主要是含不饱和双键的光敏树脂，如不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨醋丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯等。这些光敏树脂普遍存在力学性能较差，树脂较脆、韧性差、断裂伸长率较低、抗冲击性不高，这些缺点影响了工件的制造精度，限制了3D打印技术的推广。

另外，3D打印技术打印出来的产品在储存,运输以及使用过程中,由于周围环境及空气中湿度,有害颗粒及气体等的影响,在其表面容易滋生细菌,富集污染物质等,会对人体健康造成不利影响。目前,市面上流行的3D打印产品的抗菌功能并不是很理想，还有待提高。

发明内容

本发明的目的是提出一种抗菌型3D打印水性光固化材料，克服了现有技术的上述不足，其具有较好的力学性能，同时还具有抗菌抑菌功能。

为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：

一种抗菌型3D打印水性光固化材料，主要包括以下重量份的原料：

环氧丙烯酸树脂50-70份；水溶性聚氨醋丙烯酸酯10-20份；丙烯酸酯单体10-30份；引发剂1-5份；纳米银抗菌剂0.5-3份；其它助剂1-2份。

进一步，所述抗菌型3D打印水性光固化材料，主要包括以下重量份的原料：

环氧丙烯酸树脂60份；水溶性聚氨醋丙烯酸酯15份；丙烯酸酯单体20份；引发剂2.5份；纳米银抗菌剂1.25份；其它助剂1.5份。

所述环氧丙烯酸树脂的制备过程为：

1、取E51环氧树脂,倒入三口烧瓶后油浴加热并搅拌升温至80-90℃；

2、向三口烧瓶陆续滴加丙烯酸、催化剂和阻聚剂的混合物，控制反应温度为100-120℃，同时取样测酸值，使酸值小于5mgKOH/g停止反应，冷却到80℃出料；所述丙烯酸、催化剂和阻聚剂的比例为1-2：1-2：1-2。

所述催化剂常用三乙胺、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基苯胺等；所述阻聚剂常用对甲氧基苯酚、对苯二酚等。

所述水溶性聚氨醋丙烯酸酯的制备过程为：

在合成聚氨酯丙烯酸酯时，加入二羟甲基丙酸(DMPA)，从而引入羧基，再用氨和有机胺中和后变成羧酸铵盐，就成为水溶性聚氨酯丙烯酸酯。

所述丙烯酸酯单体的制备过程为：

丙烯酸和醇在催化剂的作用下生成丙烯酸酯和水，本反应过程中产生的水通过脱水剂除去，脱水剂采用甲苯或环己烷，本反应过程须加阻聚剂。

所述阻聚剂采用对甲氧基苯酚、对苯二酚等。

所述催化剂宜选用对甲苯磺酸，用量少，反应温度低，转化率高、副反应少。

所述引发剂选用2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，久日新材股份有限公司。

所述纳米银抗菌剂为1－2nm的纳米银无机抗菌剂，载体为二氧化硅。

所述其它助剂包括：分散剂、流平剂、消泡剂和流变助剂等。