本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種新型3D打印用木塑復合材料，屬于3D打印用材料制備技術(shù)領(lǐng)域，所述新型3D打印用木塑復合材料以重量份為單位，包括以下原料：植物纖維粉末97?135份、聚烯烴塑料粉末115?152份、聚乳酸39?54份、二聚磷酸鈉25?32份、丙二醇甲醚醋酸酯27?30份、特定合成劑16?25份、淀粉合成劑8?14份。本發(fā)明專利技術(shù)制成的材料具有很好的韌性、沖擊強度，通過3D打印技術(shù)打印出來的產(chǎn)品高質(zhì)量、高抗沖、高強度，具有廣闊的市場前景。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于3D打印用材料制備
，具體涉及一種新型3D打印用木塑復合材料。
技術(shù)介紹
3D打印又稱為快速成型技術(shù)，也稱為增材制造技術(shù)，是一種不需要傳統(tǒng)刀具、夾具和機床，而是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，使用金屬粉末或塑料等具有黏合性的材料逐層打印來制造任意形狀物品的技術(shù)。3D打印機可以制造的物品很多，如飛機、手槍，再如食物、人體器官、兒童玩具等。3D打印技術(shù)是最近20年來世界制造
的一次重大突破。是機械工程、計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學等多學科技術(shù)的集成。3D打印最難最核心的技術(shù)是打印材料的開發(fā)。因此開發(fā)更為多樣多功能的3D打印材料成為未來研究與應用的熱點與關(guān)鍵。本專利技術(shù)的3D打印材料是一種新材料，兼具木材和塑料的性能，為3D打印提供了更多的材料方面的選擇。聚丙烯具有無毒、無味，力學性能好，易加工，耐腐蝕，熔融溫度較低，流動性好，冷卻速度快，透明易染色等優(yōu)點都符合3D打印技術(shù)對聚合物材料的要求，且聚丙烯原料來源廣、價格低；植物纖維/聚丙烯復合材料使得其兼具木材和塑料的雙重特性，植物纖維的加入進一步降低了聚丙烯的冷凝收縮率，且打印出來的物品具有木質(zhì)感，更具親近感。目前植物纖維/聚丙烯復合材料作為3D打印材料的文獻很少。中國專利公開號為102276920A公開了一種聚丙烯復合材料，采用玻璃纖維、增韌劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑、成核劑對聚丙烯進行改性，改性后的聚丙烯復合材料的械強度較高且抗蠕變性能較好。但其對聚丙烯復合材料的親和性和熱變形溫度改性少，不能很好地滿足打印需求。中國專利公開號為101781472A公開了一種植物纖維復合材料的制程，其添加偶合劑成混合材料，以高馬力混練機將混合材料均勻混合，添加滑劑以混合成膠粒并制出復合材料成品其采用，改性后的材料有重量減輕、不易熱變形、熱收縮力小的特性。但其親和性并不高，不能很好地滿足3D打印需求。單一的性能提升并不能滿足3D打印技術(shù)對植物纖維/聚丙烯復合材料的性能需求，急需一種新的植物纖維/聚丙烯復合材料在3D打印技術(shù)中廣泛地應用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種新型3D打印用木塑復合材料，以解決現(xiàn)有復合材料親和性和熱變形溫度改性低等問題。本專利技術(shù)制成的材料具有很好的韌性、沖擊強度，通過3D打印技術(shù)打印出來的產(chǎn)品高質(zhì)量、高抗沖、高強度，具有廣闊的市場前景。為解決以上技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種新型3D打印用木塑復合材料，以重量份為單位，包括以下原料：植物纖維粉末97-135份、聚烯烴塑料粉末115-152份、聚乳酸39-54份、二聚磷酸鈉25-32份、丙二醇甲醚醋酸酯27-30份、特定合成劑16-25份、淀粉合成劑8-14份；所述特定合成劑以重量份為單位，包括以下原料：調(diào)節(jié)劑15-20份、發(fā)生劑13-18份、偶聯(lián)劑a11-15份、相容劑14-16份、增塑劑10-13份、抗氧化劑8-14份、聚凝劑7-9份、終止劑3-5份；所述植物纖維為楊木纖維；所述調(diào)節(jié)劑為ACR；所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑；所述偶聯(lián)劑a為鈦酸酯偶聯(lián)劑；所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；所述抗氧化劑為抗氧化劑264；所述聚凝劑為聚合氯化鋁；所述終止劑為木焦油；所述淀粉合成劑以重量份為單位，包括以下原料：淀粉90-150份、環(huán)氧丙烯酸酯12-18份、N，N-二甲基乙酰胺9-15份、環(huán)氧氯丁烷3-6份、尿素1.8-3.8份、糊化劑1.2-2.4份、偶聯(lián)劑b0.3-0.7份、引發(fā)劑0.2-0.3份、催化劑0.1-0.2份、穩(wěn)定劑0.2-0.4份、消泡劑0.4-0.8份、增塑劑0.5-0.9份、增韌劑0.3-0.6份、增粘劑0.3-0.5份、耐水劑0.2-0.4份、抗菌劑0.2-0.3份；所述偶聯(lián)劑b為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)-己烷；所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯；所述催化劑為鉑催化劑；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；所述的新型3D打印用木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟：S1：將選用的植物纖維粉碎，過80-120目篩子，制得粉末，所述粉末在88-95℃下干燥2-2.8h，控制水分含量在0.05％以下，制得初級原材料植物纖維粉末；S2：向步驟S1制得的初級原材料植物纖維粉末中加入聚烯烴塑料粉末、聚乳酸、二聚磷酸鈉、丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成劑，升溫至184-208℃，在轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌熔解1.4-3.2h，然后冷卻至室溫，制得改性的植物纖維3D打印二級材料；所述特定合成劑的制備方法，包括以下步驟：S21：將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至118-125℃，在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應55-72min，制得物料A；S22：向步驟S21制得的物料A中加入調(diào)節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至146-152℃，在轉(zhuǎn)速為200-400r/min下反應142-236min，制得物料B；S23：向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑、終止劑混合后降溫至116-124℃，在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應62-128min，制得特定合成劑；S3：將步驟S2制得的改性的植物纖維3D打印二級材料在溫度為-94--115℃下粉碎，加入淀粉合成劑混合均勻，將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中，在溫度為188-205℃，轉(zhuǎn)速為103-112r/min下，經(jīng)擠壓絲條，制得新型3D打印用木塑復合材料；所述淀粉合成劑的制備方法，包括以下步驟：S31：配制濃度為18-27Be’，pH值為3.4-3.7的淀粉漿a；S32：向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為6%-11%的環(huán)氧丙烯酸酯、N，N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑，然后在溫度為48-55℃，攪拌轉(zhuǎn)速為80-100r/min下進行交聯(lián)接枝反應2.4-3.2h，制得漿料b；S33：向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑，調(diào)節(jié)pH值為9.3-9.7，接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑，然后在溫度為57-63℃，攪拌轉(zhuǎn)速為80-120r/min下進行交聯(lián)反應1.4-1.7h，制得漿料c；S34：將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)pH值為8.1-8.4，升溫至72-78℃，糊化48-53min，糊化結(jié)束后降至29-32℃，加入消泡劑，在轉(zhuǎn)速為90-130r/min下攪拌7-11min，制得淀粉合成劑。進一步地，所述穩(wěn)定劑為有機錫穩(wěn)定劑。進一步地，所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。進一步地，所述增韌劑為聚丙二烯橡膠。進一步地，所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷。進一步地，所述耐水劑為硼酸。進一步地，所述抗菌劑為碳酸鋰。本專利技術(shù)具有以下有益效果：（1）本專利技術(shù)使用常用的熱塑性塑料聚丙烯，來源廣，價格低，性能優(yōu)，拓寬了3D打印材料原料的選擇范圍；（2）本專利技術(shù)使用植物纖維填充聚丙烯，制成木塑復合材料，使得制品具有木質(zhì)感，更具親近感，能部分降解，更加低碳環(huán)保；（3）本專利技術(shù)制成的新型3D打印用木塑復合材料具有很好的韌性、沖擊強度，通過3D打印技術(shù)打印出來的產(chǎn)品高質(zhì)量、高抗沖、高強度，具有廣闊的市場前景；（4）本專利技術(shù)制成的新型3D打印用木塑復合材料成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。具體實施方式為便于更好地理解本專利技術(shù)，通過本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種新型3D打印用木塑復合材料，其特征在于，以重量份為單位，包括以下原料：植物纖維粉末97?135份、聚烯烴塑料粉末115?152份、聚乳酸39?54份、二聚磷酸鈉25?32份、丙二醇甲醚醋酸酯27?30份、特定合成劑16?25份、淀粉合成劑8?14份；所述特定合成劑以重量份為單位，包括以下原料：調(diào)節(jié)劑15?20份、發(fā)生劑13?18份、偶聯(lián)劑a?11?15份、相容劑14?16份、增塑劑10?13份、抗氧化劑8?14份、聚凝劑7?9份、終止劑3?5份；所述植物纖維為楊木纖維；所述調(diào)節(jié)劑為ACR；所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑；所述偶聯(lián)劑a為鈦酸酯偶聯(lián)劑；所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2?乙基己)酯；所述抗氧化劑為抗氧化劑264；所述聚凝劑為聚合氯化鋁；所述終止劑為木焦油；所述淀粉合成劑以重量份為單位，包括以下原料：淀粉90?150份、環(huán)氧丙烯酸酯12?18份、N，N?二甲基乙酰胺9?15份、環(huán)氧氯丁烷3?6份、尿素1.8?3.8份、糊化劑1.2?2.4份、偶聯(lián)劑b?0.3?0.7份、引發(fā)劑?0.2?0.3份、催化劑0.1?0.2份、穩(wěn)定劑0.2?0.4份、消泡劑0.4?0.8份、增塑劑?0.5?0.9份、增韌劑0.3?0.6份、增粘劑0.3?0.5份、耐水劑0.2?0.4份、抗菌劑0.2?0.3份；所述偶聯(lián)劑b為2，5?二甲基?2，5?雙(?苯甲酰過氧)?己烷；所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯；所述催化劑為鉑催化劑；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2?乙基己)酯；所述的新型3D打印用木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟：S1：將選用的植物纖維粉碎，過80?120目篩子，制得粉末，所述粉末在88?95℃下干燥2?2.8h，控制水分含量在0.05％以下，制得初級原材料植物纖維粉末；S2：向步驟S1制得的初級原材料植物纖維粉末中加入聚烯烴塑料粉末、聚乳酸、二聚磷酸鈉、丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成劑，升溫至184?208℃，在轉(zhuǎn)速為200?400r/min下攪拌熔解1.4?3.2h，然后冷卻至室溫，制得改性的植物纖維3D打印二級材料；所述特定合成劑的制備方法，包括以下步驟：S21：將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至118?125℃，在轉(zhuǎn)速為200?300r/min下反應55?72?min，制得物料A；S22：向步驟S21制得的物料A中加入調(diào)節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至146?152℃，在轉(zhuǎn)速為200?400r/min下反應142?236?min，制得物料B；S23：向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑、終止劑混合后降溫至116?124℃，在轉(zhuǎn)速為200?300r/min下反應62?128?min，制得特定合成劑；S3：將步驟S2制得的改性的植物纖維3D打印二級材料在溫度為?94??115℃下粉碎，加入淀粉合成劑混合均勻，將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中，在溫度為188?205℃，轉(zhuǎn)速為103?112r/min下，經(jīng)擠壓絲條，制得新型3D打印用木塑復合材料；所述淀粉合成劑的制備方法，包括以下步驟：S31：配制濃度為18?27Be’，pH?值為3.4?3.7的淀粉漿a；S32：向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為6%?11%的環(huán)氧丙烯酸酯、N，N?二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑，然后在溫度為48?55℃，攪拌轉(zhuǎn)速為80?100r/min下進行交聯(lián)接枝反應2.4?3.2h，制得漿料b；S33：向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑，調(diào)節(jié)pH?值為9.3?9.7，接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑，然后在溫度為57?63℃，攪拌轉(zhuǎn)速為80?120r/min下進行交聯(lián)反應1.4?1.7h，制得漿料c；S34：將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)pH值為8.1?8.4，升溫至72?78℃，糊化48?53min，糊化結(jié)束后降至29?32℃，加入消泡劑，在轉(zhuǎn)速為90?130r/min下攪拌7?11min，制得淀粉合成劑。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種新型3D打印用木塑復合材料，其特征在于，以重量份為單位，包括以下原料：植物纖維粉末97-135份、聚烯烴塑料粉末115-152份、聚乳酸39-54份、二聚磷酸鈉25-32份、丙二醇甲醚醋酸酯27-30份、特定合成劑16-25份、淀粉合成劑8-14份；所述特定合成劑以重量份為單位，包括以下原料：調(diào)節(jié)劑15-20份、發(fā)生劑13-18份、偶聯(lián)劑a11-15份、相容劑14-16份、增塑劑10-13份、抗氧化劑8-14份、聚凝劑7-9份、終止劑3-5份；所述植物纖維為楊木纖維；所述調(diào)節(jié)劑為ACR；所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑；所述偶聯(lián)劑a為鈦酸酯偶聯(lián)劑；所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；所述抗氧化劑為抗氧化劑264；所述聚凝劑為聚合氯化鋁；所述終止劑為木焦油；所述淀粉合成劑以重量份為單位，包括以下原料：淀粉90-150份、環(huán)氧丙烯酸酯12-18份、N，N-二甲基乙酰胺9-15份、環(huán)氧氯丁烷3-6份、尿素1.8-3.8份、糊化劑1.2-2.4份、偶聯(lián)劑b0.3-0.7份、引發(fā)劑0.2-0.3份、催化劑0.1-0.2份、穩(wěn)定劑0.2-0.4份、消泡劑0.4-0.8份、增塑劑0.5-0.9份、增韌劑0.3-0.6份、增粘劑0.3-0.5份、耐水劑0.2-0.4份、抗菌劑0.2-0.3份；所述偶聯(lián)劑b為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)-己烷；所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯；所述催化劑為鉑催化劑；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；所述的新型3D打印用木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟：S1：將選用的植物纖維粉碎，過80-120目篩子，制得粉末，所述粉末在88-95℃下干燥2-2.8h，控制水分含量在0.05％以下，制得初級原材料植物纖維粉末；S2：向步驟S1制得的初級原材料植物纖維粉末中加入聚烯烴塑料粉末、聚乳酸、二聚磷酸鈉、丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成劑，升溫至184-208℃，在轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌熔解1.4-3.2h，然后冷卻至室溫，制得改性的植物纖維3D打印二級材料；所述特定合成劑的制備方法，包括以下步驟：S21：將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至118-125℃，在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應55-...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蒙宇，
申請(專利權(quán))人：蒙宇，
類型：發(fā)明
國別省市：廣西;45
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