[發明專利]基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202310496718.3
• 申請日: 2023-05-05
• 公開（公告）號: CN116656097A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 應忠;黃益賓;余忠;熊林峰;應才鑫;王玉皞;鄧穎翔;陳發云
• 申請（專利權）人: 上饒市聚微星科技有限公司;上饒師范學院
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K9/00;C08K9/04;C08K3/34;B33Y70/10;C08G63/91;C08G63/08
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材，其特征在于，按重量份數計，包括以下組分：聚乳酸樹脂100份、端基乙二醇修飾聚乳酸0.1-12份、改性黑滑石1-35份，偶聯劑0.1-2份。

2.根據權利要求1所述的一種基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材，其特征在于，所述端基乙二醇修飾聚乳酸的制備方法包括以下步驟：

分別稱取聚乳酸和乙二醇并混合，加入乳酸鋅催化劑，在保護氣氛下升溫至110-130℃并保溫反應2-4h，再升溫至150-160℃并保溫8-10h，待冷卻至室溫后加入二甲基甲酰胺稀釋溶解，再加入到冷的無水醇溶劑中，充分攪拌至無沉淀產生，過濾，干燥后制得所述端基乙二醇修飾聚乳酸；

其中，所述聚乳酸和所述乙二醇、所述乳酸鋅的質量比例為100∶(35-45)∶(0.6-0.8)。

3.根據權利要求2所述的一種基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材，其特征在于，所述聚乳酸為右旋聚乳酸。

4.根據權利要求1所述的一種基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材，其特征在于，所述改性黑滑石的制備方法包括以下步驟：

(1)前處理

將黑滑石粉碎至粒徑在10-100μm的微粉狀，加入無水醇溶劑中攪拌浸泡過夜，過濾并以去離子水洗滌，干燥備用；

(2)改性處理

將酵母核酸超聲分散溶解在0.01-0.05mol/L的氯化鈉溶液中，得到濃度在1-4mg/10mL的核酸溶液；稱取聚己內酯聚乙二醇醛并溶解在二甲基甲酰胺中，加入三乙胺和前處理后的黑滑石微粉，充分混合得到溶液A，在40-50℃和劇烈攪拌條件下，將所述核酸溶液緩慢滴加到所述溶液A中，滴加完成后繼續保溫攪拌反應1-4h，反應完成后冷卻至室溫，分離沉淀，依次以無水醇溶劑和去離子水洗滌，干燥制得；

其中，所述聚己內酯聚乙二醇醛的溶解濃度在0.1-1g/mL；所述酵母核酸與所述聚己內酯聚乙二醇醛、所述三乙胺、所述前處理后的黑滑石微粉的質量比例為1∶(1.6-2.8)∶(1.4-2.5)∶(10-50)。

5.根據權利要求1所述的一種基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材，其特征在于，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑。

6.根據權利要求5所述的一種基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為KH550、KH570或A-151，所述鈦酸酯偶聯劑為KHT-201。

7.根據權利要求1所述的一種基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材，其特征在于，所述絲材具有徑向多層梯度結構，所述徑向多層梯度結構為兩層或三層，所述改性黑滑石的含量在所述徑向多層梯度結構中由內向外依次遞增。

8.根據權利要求1-7之一所述基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、按比稱量各組分后入高速混合機混合得到復合料，擠出切粒；

S2、將擠出切粒得到的復合材料在注塑機中注塑成型或在具有多層結構的螺桿擠出機擠出成型，制得所述3D打印絲材。

9.根據權利要求8所述基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材的制備方法，其特征在于，所述注塑成型或擠出成型的溫度在200-250℃，所述注塑成型的模具溫度在90-100℃，注塑壓力70-80MPa；所述擠出成型的轉速為100-1000rpm。

10.根據權利要求1-7之一所述基于改性黑滑石的可降解3D打印絲材在熔融沉積打印成型中的應用。