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一種新型3D打印用木塑復(fù)合材料的制作方法

文檔序號(hào):12163281閱讀:288來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明屬于3D打印用材料制備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種新型3D打印用木塑復(fù)合材料。



背景技術(shù):

3D打印又稱為快速成型技術(shù),也稱為增材制造技術(shù),是一種不需要傳統(tǒng)刀具、夾具和機(jī)床,而是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),使用金屬粉末或塑料等具有黏合性的材料逐層打印來(lái)制造任意形狀物品的技術(shù)。3D打印機(jī)可以制造的物品很多,如飛機(jī)、手槍,再如食物、人體器官、兒童玩具等。3D打印技術(shù)是最近20年來(lái)世界制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破。是機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的集成。3D打印最難最核心的技術(shù)是打印材料的開發(fā)。因此開發(fā)更為多樣多功能的3D打印材料成為未來(lái)研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)與關(guān)鍵。本發(fā)明的3D打印材料是一種新材料,兼具木材和塑料的性能,為3D打印提供了更多的材料方面的選擇。

聚丙烯具有無(wú)毒、無(wú)味,力學(xué)性能好,易加工,耐腐蝕,熔融溫度較低,流動(dòng)性好,冷卻速度快,透明易染色等優(yōu)點(diǎn)都符合3D打印技術(shù)對(duì)聚合物材料的要求,且聚丙烯原料來(lái)源廣、價(jià)格低 ;植物纖維/聚丙烯復(fù)合材料使得其兼具木材和塑料的雙重特性,植物纖維的加入進(jìn)一步降低了聚丙烯的冷凝收縮率,且打印出來(lái)的物品具有木質(zhì)感,更具親近感。

目前植物纖維/聚丙烯復(fù)合材料作為3D打印材料的文獻(xiàn)很少。

中國(guó)專利公開號(hào)為102276920A公開了一種聚丙烯復(fù)合材料,采用玻璃纖維、增韌劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑、成核劑對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性,改性后的聚丙烯復(fù)合材料的械強(qiáng)度較高且抗蠕變性能較好。但其對(duì)聚丙烯復(fù)合材料的親和性和熱變形溫度改性少,不能很好地滿足打印需求。

中國(guó)專利公開號(hào)為101781472A公開了一種植物纖維復(fù)合材料的制程,其添加偶合劑成混合材料,以高馬力混練機(jī)將混合材料均勻混合,添加滑劑以混合成膠粒并制出復(fù)合材料成品其采用,改性后的材料有重量減輕、不易熱變形、熱收縮力小的特性。但其親和性并不高,不能很好地滿足3D打印需求。

單一的性能提升并不能滿足3D打印技術(shù)對(duì)植物纖維/聚丙烯復(fù)合材料的性能需求,急需一種新的植物纖維/聚丙烯復(fù)合材料在3D打印技術(shù)中廣泛地應(yīng)用。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供一種新型3D打印用木塑復(fù)合材料,以解決現(xiàn)有復(fù)合材料親和性和熱變形溫度改性低等問(wèn)題。本發(fā)明制成的材料具有很好的韌性、沖擊強(qiáng)度,通過(guò)3D打印技術(shù)打印出來(lái)的產(chǎn)品高質(zhì)量、高抗沖、高強(qiáng)度,具有廣闊的市場(chǎng)前景。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:

一種新型3D打印用木塑復(fù)合材料,以重量份為單位,包括以下原料:植物纖維粉末97-135份、聚烯烴塑料粉末115-152份、聚乳酸39-54份、二聚磷酸鈉25-32份、丙二醇甲醚醋酸酯27-30份、特定合成劑16-25份、淀粉合成劑8-14份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調(diào)節(jié)劑15-20份、發(fā)生劑13-18份、偶聯(lián)劑a 11-15份、相容劑14-16份、增塑劑10-13份、抗氧化劑8-14份、聚凝劑7-9份、終止劑3-5份;

所述植物纖維為楊木纖維;

所述調(diào)節(jié)劑為ACR;

所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑;

所述偶聯(lián)劑a為鈦酸酯偶聯(lián)劑;

所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝相容劑;

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯;

所述抗氧化劑為抗氧化劑264;

所述聚凝劑為聚合氯化鋁;

所述終止劑為木焦油;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,包括以下原料:淀粉90-150份、環(huán)氧丙烯酸酯12-18份、N,N-二甲基乙酰胺9-15份、環(huán)氧氯丁烷3-6份、尿素1.8-3.8份、糊化劑1.2-2.4份、偶聯(lián)劑b 0.3-0.7份、引發(fā)劑 0.2-0.3份、催化劑0.1-0.2份、穩(wěn)定劑0.2-0.4份、消泡劑0.4-0.8份、增塑劑 0.5-0.9份、增韌劑0.3-0.6份、增粘劑0.3-0.5份、耐水劑0.2-0.4份、抗菌劑0.2-0.3份;

所述偶聯(lián)劑b為2,5-二甲基-2,5-雙( 苯甲酰過(guò)氧)-己烷;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯;

所述的新型3D打印用木塑復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:將選用的植物纖維粉碎,過(guò)80-120目篩子,制得粉末,所述粉末在88-95℃下干燥2-2.8h,控制水分含量在0.05%以下,制得初級(jí)原材料植物纖維粉末;

S2:向步驟S1制得的初級(jí)原材料植物纖維粉末中加入聚烯烴塑料粉末、聚乳酸、二聚磷酸鈉、丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成劑,升溫至184-208℃,在轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌熔解1.4-3.2h,然后冷卻至室溫,制得改性的植物纖維3D打印二級(jí)材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至118-125℃,在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應(yīng)55-72 min,制得物料A;

S22:向步驟S21制得的物料A中加入調(diào)節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至146-152℃,在轉(zhuǎn)速為200-400r/min下反應(yīng)142-236 min,制得物料B;

S23:向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑、終止劑混合后降溫至116-124℃,在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應(yīng)62-128 min,制得特定合成劑;

S3:將步驟S2制得的改性的植物纖維3D打印二級(jí)材料在溫度為-94--115℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機(jī)中,在溫度為188-205℃,轉(zhuǎn)速為103-112r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得新型3D打印用木塑復(fù)合材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S31:配制濃度為18-27Be’,pH 值為3.4-3.7的淀粉漿a;

S32:向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為6%-11%的環(huán)氧丙烯酸酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為48-55℃,攪拌轉(zhuǎn)速為80-100r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)2.4-3.2h,制得漿料b;

S33:向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑,調(diào)節(jié)pH 值為9.3-9.7,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為57-63℃,攪拌轉(zhuǎn)速為80-120r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.4-1.7h,制得漿料c;

S34:將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑,調(diào)節(jié)pH值為8.1-8.4,升溫至72-78℃,糊化48-53min,糊化結(jié)束后降至29-32℃,加入消泡劑,在轉(zhuǎn)速為90-130r/min下攪拌7-11min,制得淀粉合成劑。

進(jìn)一步地,所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑。

進(jìn)一步地,所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。

進(jìn)一步地,所述增韌劑為聚丙二烯橡膠。

進(jìn)一步地,所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷。

進(jìn)一步地,所述耐水劑為硼酸。

進(jìn)一步地,所述抗菌劑為碳酸鋰。

本發(fā)明具有以下有益效果:

(1)本發(fā)明使用常用的熱塑性塑料聚丙烯,來(lái)源廣,價(jià)格低,性能優(yōu),拓寬了3D打印材料原料的選擇范圍;

(2)本發(fā)明使用植物纖維填充聚丙烯,制成木塑復(fù)合材料,使得制品具有木質(zhì)感,更具親近感,能部分降解,更加低碳環(huán)保;

(3)本發(fā)明制成的新型3D打印用木塑復(fù)合材料具有很好的韌性、沖擊強(qiáng)度,通過(guò)3D打印技術(shù)打印出來(lái)的產(chǎn)品高質(zhì)量、高抗沖、高強(qiáng)度,具有廣闊的市場(chǎng)前景;

(4)本發(fā)明制成的新型3D打印用木塑復(fù)合材料成本低,易于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

為便于更好地理解本發(fā)明,通過(guò)以下實(shí)施例加以說(shuō)明,這些實(shí)施例屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍,但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

在實(shí)施例中,所述新型3D打印用木塑復(fù)合材料,以重量份為單位,包括以下原料:植物纖維粉末97-135份、聚烯烴塑料粉末115-152份、聚乳酸39-54份、二聚磷酸鈉25-32份、丙二醇甲醚醋酸酯27-30份、特定合成劑16-25份、淀粉合成劑8-14份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調(diào)節(jié)劑15-20份、發(fā)生劑13-18份、偶聯(lián)劑a 11-15份、相容劑14-16份、增塑劑10-13份、抗氧化劑8-14份、聚凝劑7-9份、終止劑3-5份;

所述植物纖維為楊木纖維;

所述調(diào)節(jié)劑為ACR;

所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑;

所述偶聯(lián)劑a為鈦酸酯偶聯(lián)劑;

所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝相容劑;

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯;

所述抗氧化劑為抗氧化劑264;

所述聚凝劑為聚合氯化鋁;

所述終止劑為木焦油;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,包括以下原料:淀粉90-150份、環(huán)氧丙烯酸酯12-18份、N,N-二甲基乙酰胺9-15份、環(huán)氧氯丁烷3-6份、尿素1.8-3.8份、糊化劑1.2-2.4份、偶聯(lián)劑b 0.3-0.7份、引發(fā)劑 0.2-0.3份、催化劑0.1-0.2份、穩(wěn)定劑0.2-0.4份、消泡劑0.4-0.8份、增塑劑 0.5-0.9份、增韌劑0.3-0.6份、增粘劑0.3-0.5份、耐水劑0.2-0.4份、抗菌劑0.2-0.3份;

所述偶聯(lián)劑b為2,5-二甲基-2,5-雙( 苯甲酰過(guò)氧)-己烷;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑;

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯;

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠;

所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷;

所述耐水劑為硼酸;

所述抗菌劑為碳酸鋰;

所述的新型3D打印用木塑復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:將選用的植物纖維粉碎,過(guò)80-120目篩子,制得粉末,所述粉末在88-95℃下干燥2-2.8h,控制水分含量在0.05%以下,制得初級(jí)原材料植物纖維粉末;

S2:向步驟S1制得的初級(jí)原材料植物纖維粉末中加入聚烯烴塑料粉末、聚乳酸、二聚磷酸鈉、丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成劑,升溫至184-208℃,在轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌熔解1.4-3.2h,然后冷卻至室溫,制得改性的植物纖維3D打印二級(jí)材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至118-125℃,在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應(yīng)55-72 min,制得物料A;

S22:向步驟S21制得的物料A中加入調(diào)節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至146-152℃,在轉(zhuǎn)速為200-400r/min下反應(yīng)142-236 min,制得物料B;

S23:向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑、終止劑混合后降溫至116-124℃,在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應(yīng)62-128 min,制得特定合成劑;

S3:將步驟S2制得的改性的植物纖維3D打印二級(jí)材料在溫度為-94--115℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機(jī)中,在溫度為188-205℃,轉(zhuǎn)速為103-112r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得新型3D打印用木塑復(fù)合材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S31:配制濃度為18-27Be’,pH 值為3.4-3.7的淀粉漿a;

S32:向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為6%-11%的環(huán)氧丙烯酸酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為48-55℃,攪拌轉(zhuǎn)速為80-100r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)2.4-3.2h,制得漿料b;

S33:向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑,調(diào)節(jié)pH 值為9.3-9.7,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為57-63℃,攪拌轉(zhuǎn)速為80-120r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.4-1.7h,制得漿料c;

S34:將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑,調(diào)節(jié)pH值為8.1-8.4,升溫至72-78℃,糊化48-53min,糊化結(jié)束后降至29-32℃,加入消泡劑,在轉(zhuǎn)速為90-130r/min下攪拌7-11min,制得淀粉合成劑。

下面通過(guò)更具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種新型3D打印用木塑復(fù)合材料,以重量份為單位,包括以下原料:植物纖維粉末120份、聚烯烴塑料粉末135份、聚乳酸45份、二聚磷酸鈉28份、丙二醇甲醚醋酸酯27份、特定合成劑20份、淀粉合成劑12份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調(diào)節(jié)劑18份、發(fā)生劑15份、偶聯(lián)劑a 12份、相容劑15份、增塑劑10份、抗氧化劑12份、聚凝劑8份、終止劑4份;

所述植物纖維為楊木纖維;

所述調(diào)節(jié)劑為ACR;

所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑;

所述偶聯(lián)劑a為鈦酸酯偶聯(lián)劑;

所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝相容劑;

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯;

所述抗氧化劑為抗氧化劑264;

所述聚凝劑為聚合氯化鋁;

所述終止劑為木焦油;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,包括以下原料:淀粉125份、環(huán)氧丙烯酸酯15份、N,N-二甲基乙酰胺12份、環(huán)氧氯丁烷5份、尿素2.6份、糊化劑1.8份、偶聯(lián)劑b 0.5份、引發(fā)劑 0.2份、催化劑0.1份、穩(wěn)定劑0.3份、消泡劑0.6份、增塑劑 0.7份、增韌劑0.5份、增粘劑0.4份、耐水劑0.3份、抗菌劑0.2份;

所述偶聯(lián)劑b為2,5-二甲基-2,5-雙( 苯甲酰過(guò)氧)-己烷;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑;

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯;

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠;

所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷;

所述耐水劑為硼酸;

所述抗菌劑為碳酸鋰;

所述的新型3D打印用木塑復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:將選用的植物纖維粉碎,過(guò)100目篩子,制得粉末,所述粉末在92℃下干燥2.5h,控制水分含量為0.05%,制得初級(jí)原材料植物纖維粉末;

S2:向步驟S1制得的初級(jí)原材料植物纖維粉末中加入聚烯烴塑料粉末、聚乳酸、二聚磷酸鈉、丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成劑,升溫至190℃,在轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌熔解2.5h,然后冷卻至室溫,制得改性的植物纖維3D打印二級(jí)材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至122℃,在轉(zhuǎn)速為200r/min下反應(yīng)65 min,制得物料A;

S22:向步驟S21制得的物料A中加入調(diào)節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至151℃,在轉(zhuǎn)速為300r/min下反應(yīng)190 min,制得物料B;

S23:向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑、終止劑混合后降溫至118℃,在轉(zhuǎn)速為200r/min下反應(yīng)100 min,制得特定合成劑;

S3:將步驟S2制得的改性的植物纖維3D打印二級(jí)材料在溫度為-100℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機(jī)中,在溫度為196℃,轉(zhuǎn)速為112r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得新型3D打印用木塑復(fù)合材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S31:配制濃度為22Be’,pH 值為3.6的淀粉漿a;

S32:向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為9%的環(huán)氧丙烯酸酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為52℃,攪拌轉(zhuǎn)速為90r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)2.8h,制得漿料b;

S33:向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑,調(diào)節(jié)pH 值為9.5,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為60℃,攪拌轉(zhuǎn)速為100r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.6h,制得漿料c;

S34:將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑,調(diào)節(jié)pH值為8.3,升溫至75℃,糊化52min,糊化結(jié)束后降至30℃,加入消泡劑,在轉(zhuǎn)速為120r/min下攪拌9min,制得淀粉合成劑。

實(shí)施例2

一種新型3D打印用木塑復(fù)合材料,以重量份為單位,包括以下原料:植物纖維粉末97份、聚烯烴塑料粉末115份、聚乳酸39份、二聚磷酸鈉25份、丙二醇甲醚醋酸酯27份、特定合成劑16份、淀粉合成劑8份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調(diào)節(jié)劑15份、發(fā)生劑13份、偶聯(lián)劑a 11份、相容劑14份、增塑劑10份、抗氧化劑8份、聚凝劑7份、終止劑3份;

所述植物纖維為楊木纖維;

所述調(diào)節(jié)劑為ACR;

所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑;

所述偶聯(lián)劑a為鈦酸酯偶聯(lián)劑;

所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝相容劑;

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯;

所述抗氧化劑為抗氧化劑264;

所述聚凝劑為聚合氯化鋁;

所述終止劑為木焦油;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,包括以下原料:淀粉90份、環(huán)氧丙烯酸酯12份、N,N-二甲基乙酰胺9份、環(huán)氧氯丁烷3份、尿素1.8份、糊化劑1.2份、偶聯(lián)劑b 0.3份、引發(fā)劑 0.2份、催化劑0.1份、穩(wěn)定劑0.2份、消泡劑0.4份、增塑劑 0.5份、增韌劑0.3份、增粘劑0.3份、耐水劑0.2份、抗菌劑0.2份;

所述偶聯(lián)劑b為2,5-二甲基-2,5-雙( 苯甲酰過(guò)氧)-己烷;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑;

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯;

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠;

所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷;

所述耐水劑為硼酸;

所述抗菌劑為碳酸鋰;

所述的新型3D打印用木塑復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:將選用的植物纖維粉碎,過(guò)80目篩子,制得粉末,所述粉末在88℃下干燥2.8h,控制水分含量為0.04%,制得初級(jí)原材料植物纖維粉末;

S2:向步驟S1制得的初級(jí)原材料植物纖維粉末中加入聚烯烴塑料粉末、聚乳酸、二聚磷酸鈉、丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成劑,升溫至184℃,在轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌熔解3.2h,然后冷卻至室溫,制得改性的植物纖維3D打印二級(jí)材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至118℃,在轉(zhuǎn)速為200r/min下反應(yīng)72 min,制得物料A;

S22:向步驟S21制得的物料A中加入調(diào)節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至146℃,在轉(zhuǎn)速為200r/min下反應(yīng)236 min,制得物料B;

S23:向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑、終止劑混合后降溫至116℃,在轉(zhuǎn)速為200r/min下反應(yīng)128 min,制得特定合成劑;

S3:將步驟S2制得的改性的植物纖維3D打印二級(jí)材料在溫度為-94℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機(jī)中,在溫度為188℃,轉(zhuǎn)速為103r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得新型3D打印用木塑復(fù)合材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S31:配制濃度為18Be’,pH 值為3.4的淀粉漿a;

S32:向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為6%的環(huán)氧丙烯酸酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為48℃,攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)3.2h,制得漿料b;

S33:向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑,調(diào)節(jié)pH 值為9.3,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為57℃,攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.7h,制得漿料c;

S34:將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑,調(diào)節(jié)pH值為8.1,升溫至72℃,糊化53min,糊化結(jié)束后降至29℃,加入消泡劑,在轉(zhuǎn)速為90r/min下攪拌11min,制得淀粉合成劑。

實(shí)施例3

一種新型3D打印用木塑復(fù)合材料,以重量份為單位,包括以下原料:植物纖維粉末135份、聚烯烴塑料粉末152份、聚乳酸54份、二聚磷酸鈉32份、丙二醇甲醚醋酸酯30份、特定合成劑25份、淀粉合成劑14份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調(diào)節(jié)劑20份、發(fā)生劑18份、偶聯(lián)劑a 15份、相容劑16份、增塑劑13份、抗氧化劑14份、聚凝劑9份、終止劑5份;

所述植物纖維為楊木纖維;

所述調(diào)節(jié)劑為ACR;

所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑;

所述偶聯(lián)劑a為鈦酸酯偶聯(lián)劑;

所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝相容劑;

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯;

所述抗氧化劑為抗氧化劑264;

所述聚凝劑為聚合氯化鋁;

所述終止劑為木焦油;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,包括以下原料:淀粉150份、環(huán)氧丙烯酸酯18份、N,N-二甲基乙酰胺15份、環(huán)氧氯丁烷6份、尿素3.8份、糊化劑2.4份、偶聯(lián)劑b 0.7份、引發(fā)劑0.3份、催化劑0.2份、穩(wěn)定劑0.4份、消泡劑0.8份、增塑劑0.9份、增韌劑0.6份、增粘劑0.5份、耐水劑0.4份、抗菌劑0.3份;

所述偶聯(lián)劑b為2,5-二甲基-2,5-雙( 苯甲酰過(guò)氧)-己烷;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑;

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯;

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠;

所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷;

所述耐水劑為硼酸;

所述抗菌劑為碳酸鋰;

所述的新型3D打印用木塑復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:將選用的植物纖維粉碎,過(guò)120目篩子,制得粉末,所述粉末在95℃下干燥2h,控制水分含量為0.03%,制得初級(jí)原材料植物纖維粉末;

S2:向步驟S1制得的初級(jí)原材料植物纖維粉末中加入聚烯烴塑料粉末、聚乳酸、二聚磷酸鈉、丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成劑,升溫至208℃,在轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌熔解1.4h,然后冷卻至室溫,制得改性的植物纖維3D打印二級(jí)材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至125℃,在轉(zhuǎn)速為300r/min下反應(yīng)55 min,制得物料A;

S22:向步驟S21制得的物料A中加入調(diào)節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至152℃,在轉(zhuǎn)速為400r/min下反應(yīng)142 min,制得物料B;

S23:向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑、終止劑混合后降溫至124℃,在轉(zhuǎn)速為300r/min下反應(yīng)62min,制得特定合成劑;

S3:將步驟S2制得的改性的植物纖維3D打印二級(jí)材料在溫度為-115℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機(jī)中,在溫度為205℃,轉(zhuǎn)速為103r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得新型3D打印用木塑復(fù)合材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S31:配制濃度為27Be’,pH 值為3.7的淀粉漿a;

S32:向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為11%的環(huán)氧丙烯酸酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為55℃,攪拌轉(zhuǎn)速為100r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)2.4h,制得漿料b;

S33:向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑,調(diào)節(jié)pH 值為9.7,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為63℃,攪拌轉(zhuǎn)速為120r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.4h,制得漿料c;

S34:將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑,調(diào)節(jié)pH值為8.4,升溫至78℃,糊化48min,糊化結(jié)束后降至32℃,加入消泡劑,在轉(zhuǎn)速為130r/min下攪拌7min,制得淀粉合成劑。

對(duì)實(shí)施例1-3中的新型3D打印用木塑復(fù)合材料性能進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如下表所示。

以上內(nèi)容不能認(rèn)定本發(fā)明具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明,對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思前提下,還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換,都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。

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