[發(fā)明專利]一種改性聚乳酸、麻秸稈粉增強(qiáng)聚乳酸3D打印材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010178374.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN111218080B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董先明;王青山;楊飛文;楊文豪;周武藝;楊卓鴻;何長江;朱梓鵬;吳卓興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東漢麻生物科技股份有限公司;華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F283/02
• 分類號(hào): C08F283/02;C08F230/08;C08L51/08;C08L97/02;C08K5/098;C08J5/06;B33Y70/10;B29C48/92
• 代理公司: 鄭州龍宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41146
• 代理人: 韓松

1.一種麻秸稈粉增強(qiáng)聚乳酸3D打印材料，其特征在于：為包括麻秸稈粉和改性聚乳酸的共混物，包括以下重量百分比的原料：麻秸稈粉1-15%、改性聚乳酸80-95%、潤滑劑0.1-3%和抗氧化劑0.1-3%；

所述改性聚乳酸由包括以下步驟的方法制成：將過氧化物引發(fā)劑溶解于γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中，再將所得溶液和聚乳酸混合均勻，熔融擠出、干燥，即得；所用聚乳酸原料的分子量為1×10⁶-5×10⁶；

所述麻秸稈粉由以下步驟制成：

（1）將廢棄麻秸稈烘干、粉碎，再將所得粉末經(jīng)球磨機(jī)研磨，過篩，得到粒徑均勻的粉料；步驟（1）所述的麻秸稈為漢麻、亞麻、黃麻、紅麻和苧麻中的一種或一種以上；

（2）將步驟（1）得到的粉料與堿溶液混合，使固液質(zhì)量比達(dá)到1：8-12，室溫?cái)嚢?8-30h，將所得混合料用水沖洗至中性，過濾、烘干，得到堿處理麻秸稈粉；所述堿溶液的濃度為1-6wt%，還含有過氧化氫0.1-3 wt%；

（3）將步驟（2）得到的堿處理麻秸稈粉與醇混合均勻，堿處理麻秸稈粉與醇的質(zhì)量體積比為 1：（5-15）g/mL；然后加入硅烷偶聯(lián)劑在70-90℃、密封條件下攪拌反應(yīng)3-10 h；

（4）將步驟（3）反應(yīng)得的混合物洗滌、過濾、烘干，得到硅烷偶聯(lián)劑處理麻秸稈粉，即可。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述麻秸稈粉增強(qiáng)聚乳酸3D打印材料，其特征在于：所述過氧化物引發(fā)劑為過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰和過氧化甲乙酮中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述麻秸稈粉增強(qiáng)聚乳酸3D打印材料，其特征在于：所述過氧化物引發(fā)劑的用量為所述聚乳酸重量的0.05-1%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述麻秸稈粉增強(qiáng)聚乳酸3D打印材料，其特征在于：所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的用量為所述聚乳酸重量的0.5-3%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述麻秸稈粉增強(qiáng)聚乳酸3D打印材料，其特征在于：所述潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣和硬脂酸中的一種或多種；所述抗氧化劑為四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯，三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯，雙（十八烷基）季戊四醇二亞磷酸酯中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述麻秸稈粉增強(qiáng)聚乳酸3D打印材料，其特征在于：步驟（2）所述的堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鋇中的至少一種的水溶液。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述麻秸稈粉增強(qiáng)聚乳酸3D打印材料，其特征在于：步驟（3）所述的醇為乙醇、丙醇、丁醇和正丙醇中的至少一種；所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一種，所述硅烷偶聯(lián)劑的用量為堿處理麻秸稈粉的1-10wt%。

8.權(quán)利要求1所述麻秸稈粉增強(qiáng)聚乳酸3D打印材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將所述麻秸稈粉、改性聚乳酸、潤滑劑和抗氧化劑混合均勻，形成共混料，烘干，備用；

（2）將步驟（1）所得共混料通過雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出后冷卻切粒，所得粒料干燥備用；其中雙螺桿擠出機(jī)溫度為：一區(qū)150-160℃、二區(qū)160-170℃、三區(qū)175-185℃、四區(qū)170-180℃、五區(qū)170-180℃、機(jī)頭170-180℃，水箱溫度為20-45℃，主機(jī)和喂料機(jī)轉(zhuǎn)速分別為20-30 r/min和10-15 r/min；

（3）將步驟（2）所得粒料通過單螺桿擠出機(jī)擠出、牽引、拉絲成型，收卷加工成3D打印線材；其中單螺桿擠出機(jī)的1-4段溫度分別為170-175℃、175-180℃、175-180℃、175-180℃，水箱1區(qū)和水箱2區(qū)溫度分別為40-45℃、30-35℃，牽引速度為50-60 mm/s，即得。