[发明专利]一种用于光固化成型的低过固化磷酸钙陶瓷浆料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于光固化成型的低过固化磷酸钙陶瓷浆料及其制备方法，按照质量百分比计，主要包括70‑80wt％的陶瓷粉体、0.5‑2wt％分散剂、10‑25wt％的光固化树脂单体、0.05‑0.5wt％的助剂。制备方法主要是将磷酸钙陶瓷粉体、光固化树脂、分散剂、光引发剂、紫外光吸收剂球磨搅拌得到浆料。该浆料具有粘度低、固含量高、过固化量低等特点。可以用于生物陶瓷的增材制造领域。

技术领域

本发明属于医用材料增材制造技术领域，特别涉及一种用于光固化成型的低过固化磷酸钙陶瓷浆料及其制备方法。

背景技术

3D打印技术为解决骨植入物的复杂结构和个性化提供了可能，紫外光固化技术作为陶瓷光固化技术分辨率最高的陶瓷3D打印技术之一而受到广泛关注，紫外光固化技术按投送光源技术不同可分为SLA(激光立体光刻技术)和DLP(面投影立体光刻技术)。两种技术都是基于切片模型数据选择性地固化光敏材料，层层堆叠制备部件。然而该技术用于陶瓷3D打印领域时存在很多制约，其中一点就是由于陶瓷材料与光固化树脂存在大的折射率差异，造成的紫外光散射使得打印分辨率大大降低，无法满足有精细内部结构要求的骨植入领域。

国内虽对于陶瓷立体光刻材料进行了一定地研究，如CN106747360A、CN106810215A、CN107129283A、CN105566860A等，但其始终没有对散射问题提供一个有效解决方案，这将阻碍陶瓷3D打印技术在骨植入领域的应用。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种用于光固化成型的低过固化磷酸钙陶瓷浆料及其制备方法，加入高折率光固化树脂单体和紫外吸收剂叠加调控浆料的固化宽度和固化深度，该浆料具有固含量高、粘度低、过固化小。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于光固化成型的低过固化磷酸钙陶瓷浆料，其包括有以下组分，按照质量分数计为，陶瓷粉体70-80wt％、分散剂0.5-2wt％、光固化树脂单体10-25wt％、助剂0.05-0.5wt％。

按上述方案，所述的陶瓷粉体包括磷酸三钙、羟基磷灰石、磷酸四钙、磷酸八钙、磷酸氢钙、透钙磷石和生物玻璃中的一种或任意两种的混合。

按上述方案，所述的分散剂为磷酸酯、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸酯中的一种或两种的混合。

按上述方案，所述的光固化树脂单体为低折射率树脂单体和高折射率树脂的组合。

按上述方案，所述的低折射率树脂单体为丙烯酸月桂酯、三环癸基二甲醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、烷氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯、甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、1，6-乙二醇二丙烯酸酯中的任意一种或多种混合。

按上述方案，所述的高折射率树脂单体为烷氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯和邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯中的一种或两种混合。

按上述方案，所述的助剂按质量分数包括以下组分：96-97.6wt％的光引发剂和2.4-4wt％的紫外光吸收剂。

按上述方案，所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1、1-羟基-环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1、2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯氧化膦中的任意一种或多种的混合。

按上述方案，所述的紫外光吸收剂为苯并三唑类、三嗪类、受阻胺类中的任意一种或多种混合。

一种用于光固化成型的低过固化磷酸钙陶瓷浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)光固化树脂预混液配置：将所需比例的光固化树脂单体、光引发剂、分散剂、紫外吸收剂加入球磨罐中混合搅拌均匀得到预混液；

b)分步加入所需比例的磷酸钙陶瓷粉体，球磨使其均匀地分散得到浆料。