[发明专利]水溶性光吸收剂及其制备方法和3D打印材料

说明书

本发明公开了一种水溶性光吸收剂及其制备方法和3D打印材料。所述水溶性光吸收剂制备方法包括的步骤有：将光吸收剂、表面活性剂溶解于油相溶剂中，配制成油相；将所述油相与水进行乳化处理，获得水包油的微乳液；将微乳液进行冷冻干燥处理、纯化处理。所述3D打印材料含有本发明水溶性光吸收剂。本发明水溶性光吸收剂制备方法制备的水溶性光吸收剂为微粒状，具有良好的水溶解性，能够提高光固化3D生物打印的精度，从而提高经光固化3D打印成型产品的结构均一性。

技术领域

本发明属于3D打印材料的技术领域，特别涉及一种水溶性光吸收剂及其制备方法和3D打印材料。

背景技术

3D打印是一种无需模具、快速成型的新型制造技术。该技术依赖于计算机辅助设计的三维图形，以逐层打印的方式制作三维物体。相较于传统三维物体制造方法，3D打印可以经济快速地制作具有高度复杂结构的三维结构。目前，3D打印已广泛应用于制造化学反应器、能量存储器、外界刺激响应性记忆材料、生物骨架等领域。

光固化3D打印技术凭借成型表面质量好、尺寸精度高以及能够实现比较精细的细微之处等特点获得了多个领域的关注。在基于光聚合的3D打印技术中，光引发体系是打印材料的关键组分。光照激发下，光引发体系产生自由基等活性物种并引发聚合，使具有流动性的单体或寡聚物转化为自支撑的三维物体。打印精度是3D打印的关键指标，提高光引发效率和降低打印结构的透光率是提升3D打印精度的关键。若光引发效率低，则无法形成目标物体；若透光率高，则会导致过曝，也无法实现有效3D打印。为解决这一问题，现有方法是在光引发体系中加入额外的光吸收剂来降低光透过率，进而提升打印精度。

目前常用于3D打印的光吸收剂绝大部分是油溶性的，在水相体系中的溶解度很差，对于实现复杂结构的生物3D打印具有很大的挑战。在缺乏高效水溶性光吸收剂的情况下，大部分制备水凝胶的方法都使用效率低、水溶性差的光吸收剂，需要长时间的搅拌、加热或与有机溶剂混合才能获得清晰的前体溶液。因此，高效的水溶性光吸收剂在水凝胶体系的3D打印技术中是十分必需的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种水溶性光吸收剂及其制备方法，以克服现有光吸收剂水溶解性差的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种3D打印材料，以克服现有3D打印材料所含的光吸收剂溶解困难或分散不均导致光固化打印效果不理想的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种水溶性光吸收剂的制备方法。所述水溶性光吸收剂的制备方法包括如下步骤：

将光吸收剂、表面活性剂溶解于油相溶剂中，配制成油相；其中，所述油相溶剂为挥发性有机溶剂；

将所述油相与水进行乳化处理，获得水包油的微乳液；

将微乳液进行冷冻干燥处理、纯化处理。

本发明的另一方面，提供了一种水溶性光吸收剂。所述水溶性光吸收剂由本发明水溶性光吸收剂制备方法制备获得。

本发明的再一方面，提供了一种3D打印材料，所述3D打印材料含有光敏树脂，还含有本发明水溶性光吸收剂。

与现有技术相比，本发明具有以下的技术效果：

本发明水溶性光吸收剂制备方法将光吸收剂和表面活性剂溶解于水包油乳液的油相中，这样经过冷冻干燥处理获得的水溶性光吸收剂为微粒状，而且表面活性剂能够对光吸收剂表面修饰处理，从而赋予所述水溶性光吸收剂具有良好的水溶解性和分散性。另外，所述水溶性光吸收剂制备方法步骤简洁易控，效率高，制备的水溶性光吸收剂性能稳定。

本发明3D打印材料由于含有本发明水溶性光吸收剂，因此，可以稳定的溶解和分散在所述3D打印材料中，能够提高生物材料光固化3D打印的精度，进一步提高经光固化3D打印成型产品的结构均一性。

附图说明