[發(fā)明專利]具有自清潔抗菌功能的3D打印材料及制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410789469.8
• 申請(qǐng)日: 2014-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN104530668A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷文亮;周武藝;董先明;麥卓賢;曾偉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州飛勝高分子材料有限公司;華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L67/04
• 分類號(hào): C08L67/04;C08L55/02;C08L9/00;C08L83/04;C08L23/28;C08L75/04;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/08;C08K3/26;C08K3/36;B29C47/92
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蘇運(yùn)貞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，特別涉及一種具有自清潔抗菌功能的3D打印材料及制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

3D打印技術(shù)是目前逐漸熱門興起的一種快速成型技術(shù)，這是一種綠色化桌面快速成形技術(shù)，具有體積小，成本低，污染低，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其基本原理是以高分子材料為基材，采用熔融堆積成型或熔融沉積成型技術(shù)，通過逐層打印方式完成物體對(duì)構(gòu)造和形成。熱塑性絲狀高分子材料在熔融狀態(tài)下，被連續(xù)擠出，凝固后形成輪廓狀薄層，逐層疊加最終形成產(chǎn)品，能在精確定位下逐層堆積構(gòu)建各種三維物體。

目前用于3D打印聚合物材料有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)、尼龍(PA)、聚碳酸酯(PC)和聚乙烯醇(PVA)等，而應(yīng)用最為廣泛的是PLA和ABS高聚物，其中PLA因其具有可生物降解性，無毒、無刺鼻性氣味，熔融溫度低、透明易染色、且價(jià)格便宜而最受歡迎。目前，隨著3D打印機(jī)技術(shù)逐漸發(fā)展，以及人們自身在環(huán)保和安全等意識(shí)的提高，對(duì)3D打印產(chǎn)品的功能性要求也日益增加。

3D打印材料在使用性能上要求與3D打印機(jī)相匹配，在打印過程中流暢性好，不斷裂，干燥快；而且要求成型性好。在3D打印材料中的成分組成以及用量組成，都將影響到3D打印材料的最終性能。因此，人們一直在研究性能更為優(yōu)異的3D打印材料。

3D打印技術(shù)打印出來的產(chǎn)品在儲(chǔ)存，運(yùn)輸以及使用過程中，由于周圍環(huán)境及空氣中濕度，有害顆粒及氣體等的影響，在其表面表面容易滋生細(xì)菌，富集污染物質(zhì)等，會(huì)對(duì)人體健康造成不利影響。目前，市面上流行的3D打印產(chǎn)品及其原材料都還沒有抗菌防污自清潔功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種具有自清潔抗菌功能的3D打印材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述具有自清潔抗菌功能的3D打印材料的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供所述具有自清潔抗菌功能的3D打印材料的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種具有自清潔抗菌功能的3D打印材料，包含如下按質(zhì)量份計(jì)的組分：高分子聚合物70～85份、顏料粉末1～5份、無機(jī)填料1～5份、納米抗菌劑0.5～1.5份、粘結(jié)料10～20份；

所述的具有自清潔抗菌功能的3D打印材料，優(yōu)選包含如下按質(zhì)量份計(jì)的組分：高分子聚合物70～80份、顏料粉末1.5～2份、無機(jī)填料3～3.5份、納米抗菌劑0.5～1.5份、粘結(jié)料15～20份；

所述的高分子聚合物為聚乳酸(PLA)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)；

所述的PLA優(yōu)選為分子量大于8萬的PLA；

所述的ABS優(yōu)選為熔融溫度在217～237℃，熱分解溫度在250℃以上的ABS；

所述的顏料粉末包括無機(jī)顏料和有機(jī)顏料，其中無機(jī)顏料為鈦白、鋅鋇白、鉛鉻黃、鐵黃和鐵藍(lán)中的至少一種；有機(jī)顏料為大紅粉、偶淡黃、酞菁藍(lán)和喹吖啶酮中的至少一種；

所述的顏料粉末優(yōu)選為平均粒徑為10μm的顏料粉末；

所述的無機(jī)填料為超細(xì)碳酸鈣、超細(xì)二氧化硅和滑石粉中的一種或至少兩種；

所述的超細(xì)碳酸鈣指的是平均粒徑為0.02μm＜d≤0.1μm的碳酸鈣粉末；

所述的超細(xì)二氧化硅指的是平均粒徑為1μm＜D50≤12μm的粉末；

所述的滑石粉優(yōu)選為平均粒徑為10μm的滑石粉；

所述的納米抗菌劑為納米二氧化鈦顆粒和納米銀顆粒中的一種或兩種；

所述的納米二氧化鈦顆粒優(yōu)選為平均粒徑20-30nm的二氧化鈦顆粒；更優(yōu)選為平均粒徑25nm、銳鈦礦相的二氧化碳顆粒；

所述的納米銀優(yōu)選為平均粒徑10-20nm的納米銀顆粒；更優(yōu)選為平均粒徑15nm的納米銀顆粒；

所述的粘結(jié)料為熱固性彈性體和熱塑性彈性體中的一種或兩種；

所述的熱固性彈性體優(yōu)選為異戊橡膠、聚丁二烯橡膠、丁苯橡膠、丁睛橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、氯化丁基橡膠、溴化丁基橡膠、氯醚橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠、氟橡膠、氯磺化聚乙烯和氫化丁睛橡膠中的一種或至少兩種；

所述的熱塑性彈性體優(yōu)選為聚氨酯類熱塑性彈性體、聚烯烴熱塑性彈性體、苯乙烯類熱塑性彈性體、熱塑性聚酯彈性體和苯乙烯共聚物熱塑性彈性體中的至少一種。

所述的具有自清潔抗菌功能的3D打印材料的制備方法，包括如下步驟：