[發(fā)明專利]一種用于3D打印成型的高性能木塑材料及其制備方法

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• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106752012A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 王海剛;張京發(fā);王清文;宋永明
• 申請（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L77/00;C08L23/06;C08L69/00;C08K13/02;C08K3/26;C08K3/38;C08K5/57;C08K3/34;B33Y70/00
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1.一種用于3D打印成型的高性能木塑材料，其特征在于：該木塑材料包括改性植物材料、工程塑料或工程塑料合金、偶聯(lián)劑或界面相容劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑和礦物質(zhì)填料；所述改性植物材料為經(jīng)改性劑改性的植物材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于3D打印成型的高性能木塑材料，其特征在于：按重量份數(shù)改性植物材料為10～100份，工程塑料或工程塑料合金為20～100份，偶聯(lián)劑或界面相容劑為0～20份，潤滑劑為0～15份，熱穩(wěn)定劑為0～15份和0～10份的礦物質(zhì)填料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于3D打印成型的高性能木塑材料，其特征在于：所述工程塑料為聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚、熱塑性聚酯中一種或幾種的混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于3D打印成型的高性能木塑材料，其特征在于：所述工程塑料合金為聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚、熱塑性聚酯中的一種或多種塑料混合物與聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料中的一種或多種塑料混合后得到的混合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于3D打印成型的高性能木塑材料，其特征在于：所述改性劑包括硼酸、可溶性硼酸鹽、硅酸和可溶性硅酸鹽中的一種或幾種的混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于3D打印成型的高性能木塑材料，其特征在于：所述植物材料為木材、稻殼、竹材、麻、秸稈、咖啡殼、果殼中的一種或幾種的混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于3D打印成型的高性能木塑材料，其特征在于：所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑、馬來酸酐、馬來酸酐接枝聚烯烴、異氰酸酯中的一種或幾種的混合物；所述的潤滑劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、石蠟、硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣中的一種或幾種的混合物；所述的熱穩(wěn)定劑是二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二辛基錫、馬來酸二烷基錫、雙(馬來酸單丁酯)二丁基錫、馬來酸二辛基錫、二辛基錫雙(巰基乙酸異丁酯)、二辛基錫雙(巰基乙酸異辛酯)中的一種或幾種的混合物；所述的礦物質(zhì)填料為碳酸鈣粉、硅酸鈣粉、滑石粉、熱粉煤灰中的一種或幾種的混合物。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于3D打印成型的高性能木塑材料，其特征在于：所述改性劑改性植物材料的溫度為50℃～250℃。

9.如權(quán)利要求1所述的一種用于3D打印成型的高性能木塑材料的制備方法，其特征在于：該制備方法按以下步驟進行：

一、首先配置改性劑溶液，然后將植物材料制成纖維狀或粉狀，并和改性劑溶液均勻混合，得混合物，再將混合物烘干，得改性的植物材料；

二、將步驟一制備的植物材料與工程塑料或工程塑料合金、偶聯(lián)劑或界面相容劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑和礦物質(zhì)填料混合均勻，得到混合物；

三、將步驟二得到的混合物通過雙螺桿熔融共混，得共混料，加工溫度為160℃～300℃；再將共混料加入到擠出機中擠出拉絲得到用于3D打印成型的高性能木塑線材；

或者該制備方法按以下步驟進行：

一、采用高混機將改性劑固體、植物材料與塑料、偶聯(lián)劑或界面相容劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑和礦物質(zhì)填料混合均勻，得到混合物；

二、將得到的混合物通過雙螺桿熔融共混，得共混料，加工溫度為160℃～300℃；再將共混料加入到擠出機中擠出拉絲得到用于3D打印的工程塑料基木塑線材。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于3D打印成型的高性能木塑材料的制備方法，其特征在于：所述將共混料加入擠出機中擠出拉絲的溫度為180℃～300℃。