[發明專利]一種高性能3D打印環保材料

在審

• 申請號: 201710788086.2
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107400379A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 鐘鎮鴻
• 申請（專利權）人: 廣西豐達三維科技有限公司
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L67/04;C08L33/08;C08L3/02;C08L93/04;C08L83/04;C08L51/04;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/32;C08K3/04;C08K5/524;C08K5/12
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1.一種高性能3D打印環保材料，其特征在于，以重量份為單位，包括以下原料：香蕉稈156-202份、聚乳酸58-72份、三聚磷酸鈉34-50份、石墨烯1-2份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨0.4-0.6份、復合劑A 4-8份、復合劑B 3-5份；

所述復合劑B以重量份為單位，包括以下原料：木薯淀粉150-182份、亞磷酸二甲酯18-22份、N-乙基-5-甲基-2-(1-甲基乙基)環己甲酰胺6-10份、環氧溴丙烷7-10份、碳酰二胺1.8-4.2份、氫氧化鉀1.6-3份、鋁鈦復合偶聯劑0.7-0.9份、偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯0.2-0.3份、五氧化二釩0.3-0.5份、硬脂酸銼0.4-0.6份、聚二甲基硅氧烷0.4-0.7份、鄰苯二甲酸二丁酯0.8-1.2份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物0.8-1份、改性松香樹脂0.6-0.8份、硼酸0.5-0.7份、磷酸二氫銨0.2-0.4份；

所述的高性能3D打印環保材料的制備方法，包括以下步驟：

S1：將選用的香蕉稈粉碎，過200-300目篩子，制得粉末，所述粉末在100-105℃下干燥2.2-3.5h，控制水分含量在1％以下，制得香蕉稈粉末；

S2：將石墨烯在磁場強度為5000-6800GS，超聲波功率為240-600W，溫度為40-55℃，轉速為200-300r/min下，攪拌16-40min，制得能量石墨烯；

S3：向步驟S2制得的能量石墨烯中加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨改性，在溫度為52-76℃，轉速為60-150r/min下活化0.8-1.7h，制得活化石墨烯能量粉末；

S4：向步驟S1制得的香蕉稈粉末中加入步驟S3制得的活化石墨烯能量粉末、聚乳酸、三聚磷酸鈉、復合劑A，升溫至160-224℃，在轉速為200-300r/min下攪拌2.5-4.2h，然后冷卻至室溫，制得香蕉稈3D打印初級材料；

S5：將步驟S4制得的香蕉稈3D打印初級材料在溫度為-92--115℃下粉碎，加入復合劑B混合均勻，將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中，在溫度為168-205℃，轉速為100-115r/min下，經擠壓絲條，制得高性能3D打印環保材料。

2.根據權利要求1所述高性能3D打印環保材料，其特征在于，所述復合劑A以重量份為單位，包括以下原料：ACR發泡調節劑6-10份、氣溶膠發生劑4-6份、偶聯劑kh-550 3-5份、脂肪酸甘油酯2-4份、改性聚丙烯酸酯4.2-6份、鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯2-4份、抗氧劑1010 3-5份、聚合氯化鋁4-6份。

3.根據權利要求1所述高性能3D打印環保材料，其特征在于，步驟S4中所述復合劑A的制備方法，包括以下步驟：

S41：將氣溶膠發生劑、偶聯劑kh-550、脂肪酸甘油酯、改性聚丙烯酸酯、抗氧劑1010混合升溫至115-130℃，在轉速為100-200r/min下反應65-84min，制得物料A；

S42：向步驟S41制得的物料A中加入ACR發泡調節劑、聚合氯化鋁混合后升溫至140-160℃，在轉速為300-400r/min下反應142-235min，制得物料B；

S43：向步驟S42制得的物料B中加入鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯混合后降溫至105-122℃，在轉速為200-300r/min下反應60-136min，制得復合劑A。

4.根據權利要求1所述高性能3D打印環保材料，其特征在于，步驟S5中所述復合劑B的制備方法，包括以下步驟：

S51：配制濃度為22-28Be’，pH值為3.2-3.7的木薯淀粉漿a；

S52：向步驟S51制得的淀粉漿a中加入濃度為5.5％-7.8％的亞磷酸二甲酯、N-乙基-5-甲基-2-(1-甲基乙基)環己甲酰胺、鋁鈦復合偶聯劑、五氧化二釩，然后在溫度為42-59℃，攪拌轉速為80-120r/min下進行交聯接枝反應2.7-3.8h，制得漿料b；

S53：向步驟S52制得的漿料b中加入氫氧化鉀，調節pH值為9.2-9.6，接著加入環氧溴丙烷、碳酰二胺、偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯、鄰苯二甲酸二丁酯、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、改性松香樹脂、硼酸、磷酸二氫銨，然后在溫度為56-60℃，攪拌轉速為80-120r/min下進行交聯反應1.3-3h，制得漿料c；

S54：將步驟S53制得的漿料c中加入硬脂酸銼，調節pH值為8.4-8.8，升溫至73-77℃，糊化50-55min，糊化結束后降至26-30℃，加入聚二甲基硅氧烷，在轉速為90-130r/min下攪拌9-13min，制得復合劑B。