[發明專利]一種可3D打印的木塑復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011514562.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112778624A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 譚銘康;徐寧
• 申請（專利權）人: 開平雅琪塑膠機械模具廠
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/06;C08L1/04;C08L23/16;C08L71/02;C08K3/26;C08K3/34;B33Y70/10
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

1.一種可3D打印的木塑復合材料，其特征在于：其組分按重量份數計，包含：聚烯烴樹脂混合物40-60份；II型微納米晶纖維素5-10份；增強無機粉體5-20份；偶聯劑1-2份；抗氧劑0.2-0.5份；分散助劑1-5份；所述II型微納米晶纖維素是以天然生物質纖維素(I型)為原料，在2℃的低溫情況下，以10-25wt％濃度的NaOH液浸泡6-12h天然生物質纖維素(I型),然后經清洗數次至中性、過濾而得到；

上述組成物中的聚烯烴樹脂混合物優選自：聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)樹脂、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、均聚聚丙烯(HPP)和乙烯-丙烯共聚物(EPM)中的單種或多種的共混物；

上述增強無機粉體優選自1000目、1250目、2000目、3000目的碳酸鈣、高嶺土和滑石粉；

上述偶聯劑為含有氨基、巰基、環氧基、酰氧基或乙烯基中的一種基團或一種以上的硅烷偶聯劑，包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷、γ-巰丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷；或聚丙烯接枝馬來酸酐偶聯劑；

上述抗氧劑選自于酚類、芳香胺類、受阻酚類、亞磷酸脂類中的一種或一種以上的混合物，包括1010、1076、164、168、264、DNP；

上述分散劑為不同聚合程度的聚乙二醇：PEG-200，PEG-400，PEG-600，PEG-1000中的一種或一種以上的混合物。

2.根據權利要求1所述的一種可3D打印的木塑復合材料，其特征在于：上述II型微納米晶纖維素的原料來源于蔗渣、稻草、秸稈和黃麻此類草本植物；將原料在2℃條件下浸泡在18wt％的NaOH水溶液9h，清洗數次至中性、過濾而得到II型微納米晶纖維素；II型微納米晶纖維素粒徑分布為50nm-50μm，長徑比為5-50。

3.一種可3D打印的木塑復合材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：(1)將天然生物質纖維素(I型)，在溫度為2℃的低溫情況下浸泡入一定質量濃度的堿溶液中，機械攪拌并浸泡一定時間，并清洗數次至中性、過濾，得到II型微納米纖維素預分散液。(2)將II型微納米纖維素預分散液和分散劑在高速混合機中混合均勻，烘箱干燥獲得預處理填料；(3)將聚烯烴樹脂、預處理填料、增強無機粉體、抗氧劑和偶聯劑經高速分散，得到分散均勻的復合材料的混合物；(4)通過喂料系統將分散均勻的混合物添加到雙螺桿擠出機中，經過熔融擠出、冷卻和造粒制得3D打印的木塑復合材料組成物粒料。

4.根據權利要3所述一種可3D打印的木塑復合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)堿溶液的質量濃度為15-25％，機械攪拌并浸泡時間為6-12h,所用雙螺桿擠出機為同向旋轉雙螺桿擠出機，長徑比為30-50，螺桿轉速≥80rpm，擠出溫度設定170-220℃。