【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料及3d打印。更具体地，涉及一种光固化3d打印用的透明高强韧光敏树脂材料及其应用。
技术介绍
1、随着我国人民物质生活水平提高，正畸治疗的需求不断增长。近年来，无托槽隐形矫治器因其相比传统固定托槽矫治器易被接受的外观和舒适的治疗体验，受到了更多正畸患者的欢迎。目前，隐形矫治器的制造多采取间接压膜法，需要根据患者的治疗方案生成每一阶段的牙齿模型数据，再通过3d打印的方式打印出患者的牙齿树脂模型；需将树脂模型固定在专用的小型真空吸塑机的吸附底座上，将隐形正畸专用树脂膜片放入吸塑机的加热区中以120～160℃加热2min，然后将软化的膜片材料倒扣在患者的树脂牙模上，同时进行真空吸附，冷却后剪裁并打磨得到一副可佩戴的隐形正畸矫治器。这种制作工艺步骤繁琐，制作流程中真空或热压膜不仅会影响成品隐形矫治器的制造精度，还在膜片经拉伸变形后厚度将发生不均匀改变，这种改变将引起矫治力的变化，影响隐形矫治器的力学性能与正畸治疗的效果和效率等，同时花费的时间、材料以及人力成本都高，限制了在制备隐形正畸产品中的应用。3d打印(3dp)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。釆用3d打印技术直接制造隐形矫治器不仅可以避免现有制作工艺的诸多弊端，还能利用数字化辅助设计使隐形矫治器的治疗结果更可控、疗程更简化。
2、目前国内外有关用于3d打印制备隐形矫治器的光敏树脂材料的研究还较少，市面常用的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯型光敏树脂制备的3d
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有3d打印用于制备隐形正畸产品的光敏树脂力学、柔韧性能差，存在易黄变的问题，难以实现无色透明的隐形效果的缺陷和不足，提供一种光固化3d打印用的透明高强韧光敏树脂材料及其应用。
2、本专利技术的目的是提供一种光固化3d打印用的透明高强韧光敏树脂材料。
3、本专利技术另一目的是提供透明高强韧光敏树脂材料的应用。
4、本专利技术又一目的是提供透明高强韧光敏树脂材料的3d打印方法。
5、本专利技术再一目的是提供一种隐形正畸产品。
6、本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
7、本专利技术提供一种光固化3d打印用的透明高强韧光敏树脂材料，按质量百分数计，包括如下组分：17％～21％低聚物1；15％～18％低聚物2；20％～25％低聚物3；13％～16％低聚物4；8％～15％活性稀释剂1；7％～12％活性稀释剂2；3％～7％活性稀释剂3；1％～2％光引发剂。本专利技术提供的透明高强韧光敏树脂材料包含四种低聚物、三种活性稀释剂和一种光引发剂，通过几种特定低聚物与活性稀释剂的复配使用，不仅能提高交联网络的密度，进而提高该光敏树脂体系的3d打印成品的力学强度、热稳定性和抗紫外老化性能，还能达到用于隐形正畸的高强韧要求，用于光固化3d打印的制备；并且，各种脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物之间的相容性好，耐黄变好、硬度与柔韧性优异，能更好地制备透明隐形正畸产品，并提高了3d打印成品的精度。
8、其中，四种低聚物分别为低聚物1：一种粘度在20000-30000cps@25℃之间，固化速度快、耐黄变好、柔韧性好的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；低聚物2：一种粘度在100000-140000cps@25℃、耐黄变好、硬度与柔韧性优异的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；低聚物3：一种粘度在1000-1800cps@25℃之间、高柔韧性的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；低聚物4：一种粘度在3000-4000cps@25℃之间、高强度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
9、三种稀释剂分别为活性稀释剂1：一种柔韧性好的二官能度含环烷烃的丙烯酸酯单体；活性稀释剂2：一种耐溶剂性较好的二官乙氧化丙烯酸酯单体；活性稀释剂3：一种低粘度、硬度与柔韧性适中的单官丙烯酰基单体。
10、本专利技术采用的低聚物1为市面常用的3d打印用光敏树脂，它具备的快速固化和良好的柔韧性，为该体系进行直接3d打印提供良好的基础。低聚物2具有优异的强度与柔韧性，但优异的力学性能带来的是极高的粘度，使其难以用于直接3d打印，对此，本专利技术通过加入低粘度的低聚物3进行稀释；与此同时低聚物3具备的高柔韧性可以进一步改善交联体系的脆性。相比光敏树脂体系中常用的丙烯酸酯单体活性稀释剂，低聚物3的优点在于3d打印成品具备的耐溶剂型，以及热稳定性、抗紫外老化性更好。因为，丙烯酸酯单体难以同低聚物一样在交联体系中缠结，而大量加入易脱落的单体所制备的3d打印成品不适合用于隐形正畸邻域。作为光敏树脂配方主体的低聚物，本专利技术采用的均为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，光固化后的交联的密度较低，不利于交联体系的强度，因此加入三官能度的低聚物4来提高该体系的交联密度以进一步提高3d打印成品的强度。
11、优选地，所述低聚物1为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，低聚物2为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，低聚物3为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，低聚物4为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
12、更优选地，低聚物1具体采用上海光易化工有限公司的easepi u600，低聚物2具体采用开平姿彩化工有限公司的zca212-100，低聚物3具体采用广东博兴新材料科技有限公司的b-270，低聚物4具体采用igm(艾坚蒙)的photomer6019。
13、具体地，透明3d打印用的高强韧光敏树脂材料，按质量百分数计，包括如下组分：20％低聚物1、16％低聚物2、22％低聚物3、14％低聚物4、12％活性稀释剂1、9％活性稀释剂2、5％活性稀释剂3和2％光引发剂。
14、为了进一步改善该体系的力学性能和固化速度，需要加入少量的活性稀释剂进行调节。在实验过程中，我们发现二官能度含环烷烃的丙烯酸酯活性稀释剂1可以有效地改善四种低聚物之间的相容性，提高光固化速率和柔韧性；活性稀释剂2是一种相比市面常用的活性稀释剂中耐溶剂型好的二官能度丙烯酸酯单体，它可以在一定程度上避免活性稀释剂的加入所导致的光敏树脂体系热稳定性及抗紫外老化性能的下降；活性稀释剂3在实验过程中被我们发现和低聚物4进行配合使用，可以有效地提高该体系的强度。
15、优选地，活性稀释剂1为三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯，活性稀释剂2为含有10个乙氧基的乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯，活性稀释剂3为丙烯酰吗啉。
16、光引发剂为市面常用的3d本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光固化3D打印用的透明高强韧光敏树脂材料，按质量百分数计，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述高强韧光敏树脂材料，其特征在于，所述低聚物1为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，低聚物2为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，低聚物3为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，低聚物4为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述高强韧光敏树脂材料，其特征在于，所活性稀释剂1为三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯，活性稀释剂2为含有10个乙氧基的乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯，活性稀释剂3为丙烯酰吗啉。
4.根据权利要求1所述高强韧光敏树脂材料，其特征在于，所述光引发剂为TPO-L、819或TMO。
5.根据权利要求1所述透明高强韧光敏树脂材料的制备方法，其特征在于，在避光条件下，将低聚物、活性稀释剂和光引发剂进行预混后真空脱泡，即得到透明高强韧光敏树脂材料。
6.权利要求1～4任一所述透明高强韧光敏树脂材料在3D打印、或在制备3D打印制品中的应用。
7.权利要求1～4任一所述透明高强韧光敏树脂材料在制备隐形正畸产品中的应用。>
8.权利要求1～4任一所述透明高强韧光敏树脂材料的3D打印方法，其特征在于，将高强韧光敏树脂材料混匀后倒入3D打印机的树脂槽中，设定3D打印机的模型比例，并设置打印光源条件，进行打印成型，打印完成后，去除未固化的树脂，再进行固化即得。
9.一种隐形正畸产品，其特征在于，由权利要求1～4所述透明高强韧光敏树脂材料制备得到。
10.根据权利要求9所述隐形正畸产品，其特征在于，所述产品为无托槽隐形矫治器、唇侧托槽、舌侧托槽、透明保持器、间接粘接托盘、咬合板、微型种植体导板、颌前伸类口腔矫治器或扩弓装置。
...【技术特征摘要】
1.一种光固化3d打印用的透明高强韧光敏树脂材料，按质量百分数计，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述高强韧光敏树脂材料，其特征在于，所述低聚物1为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，低聚物2为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，低聚物3为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，低聚物4为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述高强韧光敏树脂材料，其特征在于，所活性稀释剂1为三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯，活性稀释剂2为含有10个乙氧基的乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯，活性稀释剂3为丙烯酰吗啉。
4.根据权利要求1所述高强韧光敏树脂材料，其特征在于，所述光引发剂为tpo-l、819或tmo。
5.根据权利要求1所述透明高强韧光敏树脂材料的制备方法，其特征在于，在避光条件下，将低聚物、活性稀释剂和光引发剂进行预混后真空脱泡，...
【专利技术属性】
技术研发人员：向洪平，祖兆基，王世崇，黄一鸣，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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