[發(fā)明專利]一種除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710361248.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN106995597A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶健良;谷文亮;周武藝;董先明
• 申請（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: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L55/02;C08L97/02;C08L53/02;C08L5/08;C08K7/24;B29C47/92;B29B9/06;B33Y70/00
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1.一種除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料，其特征在于，其各組分按照重量份計為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料，其特征在于：

所述高分子聚合物是將高分子聚合物顆粒原料投入到溫度設(shè)定為50～90℃的烘烤機中烘烤3～8小時，使水分蒸發(fā)至完全干燥所得；

所述的高分子聚合物為聚乳酸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和聚己內(nèi)酯中的至少一種；

其中，所述聚乳酸的相對分子量不小于10萬，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的相對分子量不小于8萬，所述聚己內(nèi)酯的相對分子量不小于4.5萬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料，其特征在于：所述的蘆葦纖維為粉末狀纖維，尺寸在300目以上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料，其特征在于：所述的偶聯(lián)劑為有機硅烷偶聯(lián)劑；所述有機硅烷偶聯(lián)劑為偶聯(lián)劑KH-550、偶聯(lián)劑KH-560、偶聯(lián)劑KH-570和偶聯(lián)劑KH-590中的至少一種；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料，其特征在于：所述的增韌劑為熱固性彈性體或熱塑性彈性體中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料，其特征在于：所述的活性炭為納米級多孔活性炭；所述的納米級多孔活性炭為木質(zhì)活性炭、竹質(zhì)活性炭和果殼活性炭中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料，其特征在于：所述的抗菌劑為有機抗菌劑；所述的有機抗菌劑為甲殼素抗菌劑、殼聚糖抗菌劑、季膦鹽類抗菌劑和季銨鹽類抗菌劑中的至少一種。

8.一種權(quán)利要求1～7中任意一項所述的除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)首先通過氫氧化鈉對蘆葦纖維原料進行堿處理，然后加入偶聯(lián)劑對堿處理后蘆葦纖維進行表面改性，所得改性蘆葦纖維經(jīng)粉碎、研磨和篩選，獲得300目以上的改性蘆葦纖維粉末；

(2)將高分子聚合物、與步驟(1)中所述蘆葦纖維原料等重量的改性蘆葦纖維粉末、增韌劑以及活性炭投入到溫度設(shè)置為40～70℃的混料機中均勻混合，混料機混料轉(zhuǎn)速設(shè)置為100～2000r/min、工作時間設(shè)置8～25min，獲得混合物料；

(3)將所述混合物料加入到雙螺桿擠出機中熔融混合并擠出造粒；雙螺桿工作溫度設(shè)置為：一區(qū)50～160℃，二區(qū)53～165℃，三區(qū)55～170℃，四區(qū)58～180℃，五區(qū)58～185℃，機頭56～180℃，熔體56～180℃；雙螺桿主機轉(zhuǎn)速設(shè)置為10～20r/min；將所述混合物料擠出成線材進行冷卻定型，冷卻定型后再進入到造粒機中切粒造粒，造粒機切粒速度設(shè)置為5～15r/min，獲得造粒混合物顆粒；

(4)將所述造粒混合物顆粒烘干后與抗菌劑再次投入到混料機混合均勻，混料機混料轉(zhuǎn)速設(shè)置為100～400r/min、混料溫度設(shè)置為40～70℃、混料工作時間設(shè)置為5～15min，獲得混合料；

(5)將所述混合料加入到單螺桿塑料擠出機中熔融混合并擠出絲狀熔融物，然后進入到冷卻定型槽中冷卻定型，獲得絲狀塑料線材；單螺桿擠出機的溫度設(shè)置為：機筒一區(qū)65～195℃、機筒二區(qū)65～200℃、機筒三區(qū)65～195℃、機頭一區(qū)65～190℃，單螺桿主機轉(zhuǎn)速設(shè)置為30～150r/min；

(6)將所述絲狀塑料線材風(fēng)干后，經(jīng)過雙向激光測徑儀送入到牽引機，最后進入力矩電機繞線，即獲得可用于3D打印的除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料的線材成品。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的混料機中均勻混合的工藝順序為：先100～300r/min的低速混合2～5min，再以500～800r/min的中高速混合2～5min，然后以800～2000r/min的高速混合2～10min，最后以300～500r/min中速混合2～5min，最終以中速轉(zhuǎn)速出料；

步驟(3)和步驟(5)中所述的冷卻定型的冷卻方式各自獨立的選自溫水冷卻、常溫水冷卻、冰水混合冷卻和冷氣冷卻中的至少一種；其中溫水溫度為30～60℃，常溫水溫度為10～20℃，冰水混合溫度為-5～5℃，冷氣平均溫度為8～16℃。

10.一種權(quán)利要求1～7中任意一項所述的除臭抗菌3D打印蘆葦纖維復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于：用于制作除臭抗菌的3D打印產(chǎn)品。