[發(fā)明專利]一種用作支撐材料的改性聚乙烯醇及制備方法、去除方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110607602.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN113185793B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮媛媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江柏明勝醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L29/04
• 分類號(hào): C08L29/04;C08K13/06;C08K9/12;C08K3/16;C08K7/26;C08K5/053;C08K5/3412;B33Y70/10;B33Y40/20;B29C64/40
• 代理公司: 廣東普潤(rùn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44804
• 代理人: 寇闖

本發(fā)明涉及高分子材料改性的技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種用作支撐材料的改性聚乙烯醇及制備方法、去除方法。所述改性聚乙烯醇由吸附氯化鈉的二氧化硅微球、聚乙烯醇、復(fù)配增塑劑經(jīng)高速共混、熔融擠出而制得。與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明通過在聚乙烯醇中添加吸附氯化鈉的二氧化硅微球，既可降低支撐材料的吸濕性，減小吸濕變形，提高實(shí)體結(jié)構(gòu)的打印精度，又可通過氯化鈉的快速溶解為聚乙烯醇溶脹提供空間，減少對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)的損傷，并且所得改性聚乙烯醇具有良好的支撐能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料改性的技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種用作支撐材料的改性聚乙烯醇及制備方法、去除方法。

背景技術(shù)

3D打印是一種快速成型技術(shù)，具有節(jié)約材料、無需模具、自動(dòng)化程度高、可制備復(fù)雜制件等優(yōu)勢(shì)，在教育、醫(yī)療、廣告、建筑、手辦、工業(yè)制造、文物修復(fù)等領(lǐng)域都有應(yīng)用。高分子材料用于3D打印是采用熔融沉積成型，首先利用電加熱的方式將絲狀塑料加熱到一定溫度，通過計(jì)算機(jī)的合理控制，在工作臺(tái)上覆蓋一定的熔融材料，堆積成一定層數(shù)，最終形成三維制品。可用于3D打印成型的高分子材料有ABS、PLA、PC等。

熔融沉積成型是基于離散-堆積成型原理和分層制造三維物體思想，在成型較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)時(shí)，比如懸臂件或內(nèi)部有空腔的部分，或者較為細(xì)微的結(jié)構(gòu)，需要先沉積支撐結(jié)構(gòu)，再在支撐結(jié)構(gòu)上打印實(shí)體結(jié)構(gòu)，最后去除支撐材料，如此才能保證實(shí)體結(jié)構(gòu)的順利成型。支撐材料根據(jù)去除方式的不同，分為剝離型、溶解型、分解型。其中，溶解型支撐材料主要是指水溶性聚合物材料，比如聚乙烯醇、丙烯酸類共聚物。

聚乙烯醇分子鏈上含有大量羥基，因而具有良好的水溶性和粘結(jié)性能，其本身的力學(xué)性能也較好，滿足支撐材料的強(qiáng)度要求。但是，聚乙烯醇作為3D打印支撐材料時(shí)具有兩個(gè)缺陷：一是聚乙烯醇的吸濕性較強(qiáng)，其在空氣中易吸濕變形，影響實(shí)體結(jié)構(gòu)的打印精度；二是聚乙烯醇在溶解之前有一個(gè)溶脹過程，體積發(fā)生膨脹，對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)造成一定程度的損傷。因此，需要對(duì)聚乙烯醇進(jìn)行改性，以滿足對(duì)制品質(zhì)量要求較高的3D打印的支撐材料的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述情況，本發(fā)明提出一種用作支撐材料的改性聚乙烯醇及制備方法、去除方法，通過添加吸附氯化鈉的二氧化硅微球，既可降低支撐材料的吸濕性，減小吸濕變形，提高實(shí)體結(jié)構(gòu)的打印精度，又可通過氯化鈉的快速溶解為聚乙烯醇溶脹提供空間，減少對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)的損傷，并且所得改性聚乙烯醇具有良好的支撐能力。

本發(fā)明涉及的具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明首先提供了一種用作支撐材料的改性聚乙烯醇的制備方法，所述改性聚乙烯醇的制備過程為：

A1、將氯化鈉溶于去離子水中，形成飽和氯化鈉溶液，然后噴霧沉積于多孔二氧化硅微球表面，得到吸附氯化鈉的二氧化硅微球；

A2、將吸附氯化鈉的二氧化硅微球、聚乙烯醇、復(fù)配增塑劑加入高速混合機(jī)中，升高溫度進(jìn)行混合，得到共混料；

A3、采用雙螺桿擠出機(jī)將共混料擠出成型為絲狀線材，即為改性聚乙烯醇材料。

優(yōu)選的，步驟A1中，氯化鈉、多孔二氧化硅微球的質(zhì)量比為2~3：1。所述多孔二氧化硅微球的孔隙率在90%以上。

優(yōu)選的，步驟A2中，吸附氯化鈉的二氧化硅微球、聚乙烯醇、復(fù)配增塑劑的質(zhì)量比為30~40：100：30~35。

優(yōu)選的，步驟A2中，所述聚乙烯醇的醇解度為88%或99%，可選擇PVA1788或PVA1799。

優(yōu)選的，步驟A2中，所述復(fù)配增塑劑由氯化鎂、己內(nèi)酰胺、乙二醇按質(zhì)量比1：1~2：4~5組成。

優(yōu)選的，步驟A2中，所述高速混合機(jī)的混合溫度為110~120℃，轉(zhuǎn)速為90~120r/min，時(shí)間為10~20min。