[發(fā)明專利]一種高性能3D打印環(huán)保材料

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710788086.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN107400379A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘鎮(zhèn)鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西豐達(dá)三維科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L97/02
• 分類號(hào): 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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【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于3D打印用材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高性能3D打印環(huán)保材料。

【背景技術(shù)】

3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或香蕉稈等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件，該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)、汽車、航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。雖然3D打印技術(shù)有著上述的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是從其它方面來說，又存在一定的劣勢(shì)，重點(diǎn)體現(xiàn)在材料方面，可以說是一個(gè)非常大的短板，材料品種貧乏，價(jià)格昂貴，直接制約著整體發(fā)展。從技術(shù)角度而言，3D打印不是一項(xiàng)高深艱難的技術(shù)，它與普通打印的區(qū)別就在于打印材料。以色列的Object是掌握最多打印材料的公司，它已經(jīng)可以使用14種基本材料并在此基礎(chǔ)上混搭出107種材料，兩種材料的混搭使用、上色也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。但是，這些材料種類與日常使用材料相比，還相差甚遠(yuǎn)，不僅如此，這些材料的價(jià)格便宜的幾百元一公斤，昂貴的要四萬元左右。中國(guó)近二十年來由于煤、電、天然氣的普及、各種工業(yè)制品的豐富，農(nóng)村對(duì)香蕉稈的需求減少，香蕉稈的處理成為了一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)問題，很多地方農(nóng)民仍然直接在地里燃燒香蕉稈，引發(fā)空氣污染、火災(zāi)、飛機(jī)無法正常起降等后果。香蕉稈3D打印材料不僅生產(chǎn)成本低，還減少二氧化碳的排放量。對(duì)香蕉稈回收，解決農(nóng)作物資源的浪費(fèi)，將其轉(zhuǎn)化為3D打印材料，擴(kuò)大香蕉稈的應(yīng)用范圍，提高香蕉稈的附加值，具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提供一種高性能3D打印環(huán)保材料，以解決現(xiàn)有香蕉稈資源的浪費(fèi)等問題。本發(fā)明可充分回收利用香蕉稈，擴(kuò)大了香蕉稈的應(yīng)用范圍，提高了香蕉稈的附加值。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高性能3D打印環(huán)保材料，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(fù)合劑A 4-8份、復(fù)合劑B 3-5份；

所述復(fù)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(huán)己甲酰胺6-10份、環(huán)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(fù)合偶聯(lián)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(huán)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(chǎng)強(qiáng)度為5000-6800GS，超聲波功率為240-600W，溫度為40-55℃，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fù)合劑A，升溫至160-224℃，在轉(zhuǎn)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(jí)材料；

S5：將步驟S4制得的香蕉稈3D打印初級(jí)材料在溫度為-92--115℃下粉碎，加入復(fù)合劑B混合均勻，將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機(jī)中，在溫度為168-205℃，轉(zhuǎn)速為100-115r/min下，經(jīng)擠壓絲條，制得高性能3D打印環(huán)保材料。

優(yōu)選地，所述復(fù)合劑A以重量份為單位，包括以下原料：ACR發(fā)泡調(diào)節(jié)劑6-10份、氣溶膠發(fā)生劑4-6份、偶聯(lián)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。