[發(fā)明專利]一種水溶性可降解材料、制備方法及打印支撐

在審

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• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107189297A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 吳華晨
• 申請（專利權）人: 南通碧海新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08K13/02;C08K5/053;C08K5/098;C08K3/34;C08K5/17
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫

技術領域

本發(fā)明屬于材料制備及應用技術領域，具體涉及一種水溶性可降解材料、制備方法及打印支撐。

背景技術

CN1405230A公開了一種水溶性、無污染且短期內即可完全生物降解的塑料成型材料，該材料含有聚乙烯醇、丙三醇、二縮二乙二醇、山梨醇、纖維、白炭黑、超細鈣、改性淀粉。CN1405230A還公開了該材料的制備方法：在聚乙烯醇原料中加入1-30份的丙三醇，在高溫下攪拌，使其充分潤濕后再加入適量的助增塑劑、交聯(lián)劑、補強劑、改性劑、填料等；然后，在25-65℃的溫度下共混反應5-50分鐘，再將所得物料加入到單螺桿或雙螺桿擠出機中進行造粒，并且可在150-250℃的溫度范圍內吹膜、發(fā)泡成型。

由于聚乙烯醇分子中存在大量的羥基，使得聚乙烯醇分子間和分子內有大量的氫鍵存在，另外由于聚乙烯醇分子為柔性分子，分子之間相互作用、交織在一起形成錯綜復雜的高阻隔性分子鏈結構。并且這種聚合物分子之間的相互作用力比一般化合物分子之間的范德華力大得多，要想克服這種作用力需要較高的能量，從而導致聚乙烯醇的熔融溫度高達220-240℃，高于其分解溫度(200℃左右)，使得聚乙烯醇一般在熔融之前就分解碳化了，幾乎不可能得到熔融狀態(tài)的聚乙烯醇，從而導致聚乙烯醇的加工性能很差，需要增塑改性后才能進一步加工。雖然在上述方法中也使用了增塑劑丙三醇對聚乙烯醇進行增塑，但由于增塑劑丙三醇不能破壞聚乙烯醇分子之間的交織作用，因而無法進入到聚乙烯醇分子中，它們之間的混合只是一種簡單的物理共混，也就無法真正起到對聚乙烯醇的增塑作用，因而不能降低聚乙烯醇的熔融溫度，仍然不能實現(xiàn)聚乙烯醇的熔融狀態(tài)。而本領域技術人員公知的是，現(xiàn)有技術中的造粒及其后續(xù)的吹膜、發(fā)泡成型等工藝均是在單螺桿或雙螺桿擠出機中將混合物加熱熔融后使其處于熔融態(tài)，同時物料還需要具有一定的流動性，這樣的熔融態(tài)的物料才能在擠出機的模頭處擠出進行成型，但是上述物料不能達到熔融態(tài)而且更不具有熔融態(tài)下的流動性，根本無法實現(xiàn)吹塑成型或發(fā)泡成型，因為如果溫度太高，聚乙烯醇混合物未經熔融就已經被碳化了，而如果溫度低于分解溫度，聚乙烯醇不能熔融，也就不能使其在熔融態(tài)下與其它組分實現(xiàn)真正意義上的混合，無法實現(xiàn)造粒或者制成的原料沒有可塑性，因而也就無法進行后續(xù)的吹膜成型或發(fā)泡成型。綜上所述，用CN 1405230A中公開的組合物及其制備方法只能通過無需加熱熔融的流延法制備流延膜。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種水溶性可降解材料、制備方法，所得的材料水溶性好，可降解能力強，適用于制作3D打印支撐和一次性手套、鞋套、圍裙等。

為解決上述技術問題，本發(fā)明一種水溶性可降解材料，所述材料包括主料和助劑，所述主料含量為80％，助劑含量為20％，所述主料包括高醇解度聚乙烯醇、低醇解度聚乙烯醇和甘油，所述助劑包括硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、滑石粉、三異丙醇胺、三丙醇、抗氧劑、液體石蠟、工業(yè)香精和二醇聚醚。

進一步地，所述高醇解度聚乙烯醇的醇解度為99°，所述低醇解度聚乙烯醇的醇解度為88°。

進一步地，所述高醇解度聚乙烯醇的含量為40％，低醇解度聚乙烯醇的含量為30％，甘油的含量為10％。

進一步地，所述硬脂酸鋅的含量為4％，硬脂酸鈣的含量為6％，滑石粉的含量為0.5％，三異丙醇胺的含量為2％，三丙醇的含量為2％，抗氧劑的含量為2％，液體石蠟的含量為0.5，工業(yè)香精的含量為1％，二醇聚醚的含量為2％。

一種水溶性可降解材料的制備方法，具體制備方法如下：

S1、將高醇解度聚乙烯醇、低醇解度聚乙烯醇和甘油進行混合；

S2、升溫至80℃時添加硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、滑石粉、三異丙醇胺、三丙醇、抗氧劑、液體石蠟、工業(yè)香精和二醇聚醚；

S3、升溫至100℃，對物料進行混煉；

S4、將混煉后的物料加入造粒機進行粉末造粒；

S5、經過造粒機加工后得到成品顆粒。

具體地，S4中采用雙螺桿造粒機進行粉末造粒。

一種水溶性3D打印支撐，利用上述所述的水溶性可降解材料制成。

具體地，所述3D打印支撐為圓柱形，直徑差小于0.1μm。