[發明專利]一種PHBV基可降解3D打印耗材及其制備方法

有效

• 申請號: 201610762505.0
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106280339B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 段月強
• 申請（專利權）人: 安徽奧斯博醫療儀器設備有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L3/02;C08K13/02;C08K3/34;C08K5/10;C08K5/053;B33Y70/00
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙)11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發明涉及到一種PHBV基可降解3D打印耗材及其制備方法，屬于3D打印領域。

背景技術

3D打印是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。經過近30年的發展，3D打印技術近年來正快速地走進我們的生產生活，3D打印技術已經在汽車、醫療、玩具模型等領域逐漸成熟起來。

目前，應用較多的塑料3D打印耗材主要有ABS、PA、PLA以及PVA、PHBV等。PBHV的生產原料是玉米，是可生物降解高分子材料，必能為人類減輕對石油資源的依賴、遏制白色污染、控制溫室效應、3D打印以及社會經濟的可持續發展做出重要貢獻。但是PHBV在常溫下既脆又硬，在熔融狀態下極不穩定，易于分解，結晶度高，機械性能和耐溶劑性能差；另外，PHBV耗材易受濕度的影響，最終影響到打印成品的精度。為克服這些缺陷，本發明對PHBV基可降解3D打印耗材及其制備方法進行了改良。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是要提供一種PHBV基可降解3D打印耗材及其制備方法，PHBV耗材能有效提高PHBV材料的韌性、穩定性，增強PHBV材料的柔性和彈性，其制備方法能有效提高PHBV耗材的干燥度，避免PHBV耗材因受濕度影響而影響3D打印成品的精度。

本發明解決其技術問題用的技術方案是：一種PHBV基可降解3D打印耗材，按重量份包括以下組分：

采用上述技術方案，PHBV做為主要原料，其成份最高，增加適量的PLA塑料可以增加耗材的強度、透明度及對氣候變化的抵抗能力。

PHBV是疏水性材料，而淀粉等填充助劑是親水性物質，二者結合可以有效提高混合效果，且本發明淀粉含量高，在土壤中微生物的作用下，可以完全分解成水、二氧化碳及有機物，無污染。

通過添加增韌劑，可以降低PHBV材料脆性，進而提高韌性、抗沖擊性能，可以防止打印時起疙瘩、斷線，提高打印質量。

通過添加潤滑降解劑可以進一步增強PHBV材料的潤滑度、加速降解速度。

優選地，所述的PHBV塑料的重均分子量為20-100萬，分散系數為1.5-5。

優選地，所述的淀粉為玉米淀粉或小麥淀粉或紅薯淀粉。

優選地，所述的抗結劑為硅鋁酸鈉或二氧化硅，通過增加抗結劑可以防止顆粒或粉狀原料聚集結塊、保持松散，在各組分混合時使得混合的更加均勻。。

優選地，所述的偶聯劑為鋁酸酯或二異氰酸酯。

優選地，所述的增塑劑為丙三醇或乙二醇或鄰苯二甲酸二辛酯或磷酸三苯酯。

優選地，所述的抗結劑為硅鋁酸鈉或二氧化硅，

所述的潤滑降解劑為脂肪酸酰胺和納米二氧化鈦按照重量比1:2組成的混合物。

一種PHBV基可降解3D打印耗材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)稱取配方組分

按照權利要求1所述一種PHBV基可降解3D打印耗材的配方分別稱取所述的組分；

(2)制作變形淀粉

將淀粉、水、抗結劑混合，攪拌成漿，之后脫水，將脫水后淀粉放入離心機做液粉分離，然后將分離后的淀粉與偶聯劑導入高速混合機中改性25-35分鐘，制成變形淀粉；

(3)干燥處理

將步驟(2)中的變形淀粉與稱取好的PHBV塑料、PLA塑料、增韌劑、潤滑降解劑、抗結劑、增塑劑放入干燥設備中以80℃-100℃的溫度干燥6-12小時，所述的干燥設備為電熱鼓風干燥箱；

(4)制備混合物

將步驟(3)中干燥后的所述各組分放入高速混合機中混合10-30min，混合均勻，得到混合物；

(5)制備PHBV基原料

將步驟(4)中得到的所述混合物加入雙螺桿擠出機中，經熔融、耦合擠出，得到PHBV基原料所述雙螺桿擠出機的擠出溫度為190-210℃；

(6)冷卻并二次干燥

將步驟(5)獲得的PHBV基原料進行自然冷卻，然后通過吹干機進行二次干燥，自然冷卻指將步驟(5)獲得的PHBV基原料放置在陰涼處，自然冷卻3-5小時，所述二次干燥的時間是3-5小時；

(7)制備3D打印PHBV可降解耗材

將步驟(6)中得到的所述PHBV基原料加入3D制線機，制備得到3D打印PHBV基可降解耗材。