一种3D打印材料及制备方法和使用方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种3D打印材料及制备方法和使用方法及应用，属于材料领域。其步骤为：（1）将小麦秸秆和麦糠颗粒混合粉碎；（2）将上述混合颗粒中加入硅藻土和碳酸钙搅拌混合，然后将其热解；（3）称取水，在水中加入全玉米粉和阿拉伯胶，用带有密封盖和内部设有搅拌器的容器加热，向玉米粉溶液中加入三聚磷酸钠、醋酸乙酯和聚乳酸，边搅拌边冷却；得到溶液A；（4）将步骤（2）中得到的热解后的混合颗粒加入到步骤（3）中得到的溶液A中，得到用于3D打印的材料。同时还公开了其制备的材料和用途。本发明专利技术的制备方法中是利用生物质材料，取材简单、成本低，尤其是小麦秸秆和麦糠都是农业废料，本发明专利技术将其废物利用，生态效益明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料领域；具体地说，涉及一种3D打印材料及制备方法和使用方法及应用。
技术介绍
近年来，3D打印技术在逐渐推广，而3D打印机的技术也日渐成熟，随着打印机技术的发展和应用普及，3D打印也开始在农业中应用，但是农业中也有自己的特色，就是现有3D打印材料大多是采用食用蜡、塑料或者合金，这些材料用于工艺品具有较高的价值，但是对于需要短期使用，则容易造成材料的浪费和环境的污染，尤其是成本过高，限制了其使用；所以迫切需要寻找一种成本低、环保的打印材料。随着我国农业的发展，粮食的种植面积一直在下降，而大家普遍的在往种植经济作物方向发展，尤其是大棚农业和设施农业方面取得了巨大的发展，而伴随着大棚农业和设施农业方面的发展，农业中也有很多需要采用3D打印，例如在育苗阶段需要用到大量的育苗杯，主要是基于用育苗杯育种、育苗便于集中培育和移栽，显著提高经济效益，节省育苗成本，尤其是在花丼、蔬菜、瓜果等农业种植方面应用最广，但是现在的育苗杯。育苗杯的使用过程是，先在育苗池中整齐的摆放育苗杯，然后在育苗杯中放入培养基，最后将种子种植在培养基中，等种子发芽，种苗长到一定程度，连同育苗杯一起将种苗移栽到大田中，等待农作物收割后，育苗杯也遗留在农田里，但是现有的育苗杯，其质地多为塑料制作，使用后育苗杯遗留在农田里容易对土壤造成污染，不但影响土壤的水系流动，而且还对植物的根系生长造成一定的影响；最终积累增加，形成白色污染，造成土壤板结。同样还有巨大需求的就是建筑的很多浇筑模板，例如装饰板、门匾等独特的形状，只需要短期使用，而且只使用一次，如果材料塑料或者合金材料，这势必造成极大的浪费，而如果这些育种杯和建筑浇筑模板采用3D打印机完成，则会大大降低生产成本和环保成本。
技术实现思路
要解决的问题 针对现有3D打印采用的材料成本高，分解慢，对环境容易造成污染的问题，本专利技术提供一种3D打印材料及制备方法和使用方法及应用，所得到的材料经济环保，在短期内强度高，到一定时间后又能快速分解，成本低、环保，使用方便。技术方案 为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种3D打印材料的制备方法，其步骤为: (1)将40-80质量份的小麦秸杆和30-50质量份的麦糠颗粒混合粉碎成100-200目的颗粒，得到粉碎后的混合颗粒； (2)将上述混合颗粒中加入7-10质量份的硅藻土和0.5-2份碳酸钙搅拌混合，然后将其置于密封容器中加热20-30 min，加热温度为130_180°C，加热后随密封容器同步冷却，得到热解后的混合颗粒； (3)称取100质量份的水，在水中加入10-18质量份的全玉米粉(全玉米粉是指直接将玉米粒粉碎得到的面粉)和2-5质量份的阿拉伯胶，搅拌成玉米粉溶液后用带有密封盖和内部设有搅拌器的容器加热，边加热边搅拌，玉米粉溶液保持沸腾5-10 min，然后停止加热，打开密封盖，向玉米粉溶液中加入3-8质量份的三聚磷酸钠、3-6质量份的醋酸乙酯和1-4质量份的聚乳酸(本专利技术使用的聚乳酸是粉末状，目数低于150目)，边搅拌边冷却；得到溶液A ； (4)将步骤(2)中得到的热解后的混合颗粒加入到步骤(3)中得到的溶液A中，搅拌5-10 min，得到用于3D打印的材料。优选地，所述的各物质的质量组成为:小麦秸杆颗粒:60份；麦糠颗粒40份；醋酸乙酯5份；硅藻土 8份；碳酸钙I份；聚乳酸3份；全玉米粉14份；阿拉伯胶3份；三聚磷酸钠5份；水100份。优选地，所述的步骤(2)中密封容器中加热25 min，加热温度为150°C。前面所得到的3D打印材料。前面所述的3D打印材料在农业中的应用。一种3D打印材料的使用方法，其步骤为: 选择前面所述的3D打印材料，然后将3D打印材料装到3D打印机的墨盒中，启动打印机之前，打印机对3D打印材料加热到90-98°C后开始打印所需要的形状。优选地，打印的产品为育种杯或者建筑浇筑模壳。阿拉伯胶在3D打印材料中的应用。本专利技术的制备方法中是利用生物质材料，取材简单、成本低，尤其是小麦秸杆和麦糠都是农业废料，本专利技术将其废物利用，生态效益明显；添加的阿拉伯胶改善了其流动性能，其余成份例如醋酸乙酯、硅藻土、聚乳酸、碳酸钙、全玉米粉和三聚磷酸钠等材料，价格不高而且用量小，而且错综复杂的网状结构，能快速定型，强度高，所制备的育种杯使用的时间可以达到45天，满足育种要求，而且在种苗移栽后，育种杯逐渐腐蚀、分解，回归自然，在分解过程中还能提供氮磷钾等营养物质供植物吸收，打印的建筑浇筑模板，厚度只需要5mm即可用于混凝土饶筑的侧板。有益效果 相比于现有技术，本专利技术的有益效果为: (1)本专利技术3D打印材料的制备方法，采用农村最易得到并且廉价的小麦秸杆和麦糠作为主料，成本低，使用效果好，然后采用醋酸乙酯、硅藻土、聚乳酸、碳酸钙、全玉米粉和三聚磷酸钠等材料充当粘合剂和稳定剂的作用，阿拉伯胶可以调价其流动性，使用时加热到90-98?后流动性最好，用于打印材料，快速冷却成型，所得到的材料中形成大量的网状支链，强度高，成型美观，使用后分解快，显示点状分解，最后才是大面积的分解，分解后可以作为肥料使用，变废为宝； (2)本专利技术3D打印材料在农业中的应用广泛，效果好； (3)本专利技术给小麦秸杆增加了一个处理途径，真正的废物利用，符合国家产业需求；(4)本专利技术3D打印材料加热到90-98°C后即可开始打印，条件低，易操作。【具体实施方式】下面结合具体的实施例中对本专利技术进行详细的描述。实施例1 一种3D打印材料的制备方法，其步骤为: (1)将60质量份的小麦秸杆和40质量份的麦糠颗粒混合粉碎成100-130目的颗粒，得到粉碎后的混合颗粒； (2)将上述混合颗粒中加入8质量份的硅藻土和I份碳酸钙搅拌混合，然后将其置于密封容器中加热25 min，加热温度为150°C，加热后随密封容器同步冷却，得到热解后的混合颗粒；加热后随密封容器同步冷却，得到热解后的混合颗粒，该热解有利于物质的稳定，防止分解过快； (3)称取100质量份的水，在水中加入14质量份的全玉米粉和3质量份的阿拉伯胶，搅拌成玉米粉溶液后用带有密封盖和内部设有搅拌器的容器加热，边加热边搅拌，玉米粉溶液保持沸腾8 min，然后停止加热，打开密封盖，向玉米粉溶液中加入5质量份的三聚磷酸钠、5质量份的醋酸乙酯和3质量份的聚乳酸(本实施例使用的聚乳酸是粉末状，目数低于150目)，边搅拌边冷却；得到溶液A ;溶液A的粘稠度大大增加，有利于后期的固化；其中阿拉伯胶的加入，能调节整个材料的流动性，使其更加适合3D打印对材料性能的要求； (4)将步骤(2)中得到的热解后的混合颗粒加入到步骤(3)中得到的溶液A中，搅拌5-10 min，得到用于3D打印的材料。使用时，选择前面所述的3D打印材料，然后将3D打印材料装到3D打印机的墨盒中，启动打印机之前，打印机对3D打印材料加热到90°C后开始打印所需要的育种杯和建筑饶筑模壳。打印的该育种杯的厚度为0.3 mm，用于烟叶育种时，30天从育苗池中移栽到大田地中，移栽过程中没有发生散土或者破裂情况，移栽到大田地10天之后，发现虽然育苗杯和土壤的界限还存在，但是烟叶很多右根已经穿透育苗杯，育苗杯也出现空洞型腐烂，幼苗的高度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印材料的制备方法，其步骤为：（1）将40‑80质量份的小麦秸秆和30‑50质量份的麦糠颗粒混合粉碎成100‑200目的颗粒，得到粉碎后的混合颗粒；（2）将上述混合颗粒中加入7‑10质量份的硅藻土和0.5‑2份碳酸钙搅拌混合，然后将其置于密封容器中加热20‑30 min，加热温度为130‑180℃，加热后随密封容器同步冷却，得到热解后的混合颗粒；（3）称取100质量份的水，在水中加入10‑18质量份的全玉米粉和2‑5质量份的阿拉伯胶，搅拌成玉米粉溶液后用带有密封盖和内部设有搅拌器的容器加热，边加热边搅拌，玉米粉溶液保持沸腾5‑10 min，然后停止加热，打开密封盖，向玉米粉溶液中加入3‑8质量份的三聚磷酸钠、3‑6质量份的醋酸乙酯和1‑4质量份的聚乳酸，边搅拌边冷却；得到溶液A；（4）将步骤（2）中得到的热解后的混合颗粒加入到步骤（3）中得到的溶液A中，搅拌5‑10 min，得到用于3D打印的材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卞洪锋，
申请(专利权)人：卞洪锋，
类型：发明
国别省市：安徽;34