一种仿真皮3D打印材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种仿真皮3D打印材料及其制备方法，由以下重量份数的组分组成：高分子材料25‑95份；增塑剂0‑30 份；相容剂0‑2份；胶原纤维5‑30份；超细纤维0‑20份；抗氧剂0.1‑1份；润滑剂0.1‑2份；稳定剂0‑1份。无废水排放，污染小；强度高，弹性好，机械性能佳，仿真度高，适合替代皮革；无需模具，可以直接制造结构复杂的产品。

Imitation leather 3D printing material and preparation method thereof

The invention discloses a skin simulation 3D printing material and a preparation method thereof, by weight of the number of components: 25 polymer materials 95; plasticizer 0 30; compatibilizer 0 2; 5 collagen fiber 30; superfine fiber 0 20; antioxidant 0.1 1 copies; 2 copies of 0.1 lubricating agent; stabilizer 0 1. The utility model has the advantages of no waste water discharge, little pollution, high intensity, good elasticity, good mechanical performance and high simulation degree, and is suitable for replacing leather.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于3D打印材料
，具体地说，涉及一种仿真皮3D打印材料及其制备方法。
技术介绍
动物真皮是由真皮纤维即胶原纤维相互穿插交织而成的极其复杂的“编织物”，因而具有很高的机械强度。胶原纤维是构成真皮的主要纤维，占真皮全部纤维质量的95％～98％，具有一定的强度和韧性，并形成更大的纤维束。传统的制革工业是以动物真皮为基本原料，生产得到的最终成品仅占原皮质量的50％左右，其他大量的边角余料成为了固体废弃物，既浪费资源又污染环境。因此，动物真皮废弃物的再利用，开发新品种，提高其利用率，具有潜在的社会效益和经济效益。目前，利用动物真皮的边角料加工成再生皮的方法主要有：碎块粘合法、纤维粘合法和纤维刺固法。其中，纤维粘合法得到的产品手感差，但强度高；纤维刺固法得到的产品手感接近真皮，但强度低。中国专利CN103233324B采用纤维刺固法将胶原纤维与粘胶纤维混合均匀，经开松后铺成网，然后进行刺固处理形成基布，最后切边、收卷、包装，得到成品，该产品强度较低。中国专利CN103952943B采用纤维粘合湿法技术将胶原纤维提取、兑料、布料、保浆、自沥水、动态平压脱水、高压平压成型、干燥、裁边、收卷、表面处理、涂饰或移膜，得到成品，该产品水污染严重、粘合剂毒性较大。目前，先制造仿真皮3D打印材料，然后通过3D打印成型得到打印成品的方法未见文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种仿真皮3D打印材料及其制备方法，该专利技术具有毒性小、污染小、强度高、仿真度高、手感好、能直接制造复杂结构的产品等特点。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种仿真皮3D打印材料，由以下重量份数的组分组成：作为优选的，在上述的仿真皮3D打印材料中，所述高分子材料为PVC、氯化聚乙烯、PE、PP、PPO弹性体、POE、EPDM、PBE、SEBS、SBS、SIS、SEPS、SOE、ABS高胶粉、MBS、ACR、EMA、硅橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、马来酸酐和丙烯酸酯双官能化乙烯类弹性体、EVA、PU、TPO、TPE、TPV、TPU、TPEE、TPR中的至少一种。作为优选的，在上述的仿真皮3D打印材料中，所述增塑剂为石蜡油、环烷油、PB油、BDP、RDP、酯类增塑剂、环氧大豆油、氯化烃类塑化剂中的至少一种。作为优选的，在上述的仿真皮3D打印材料中，所述相容剂为马来酸酐接枝物、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。作为优选的，在上述的仿真皮3D打印材料中，所述超细纤维成分为聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、芳纶、聚苯硫醚中的至少一种。作为优选的，在上述的仿真皮3D打印材料中，所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类、硫酸酯类中的至少一种。作为优选的，在上述的仿真皮3D打印材料中，所述润滑剂为蜡类、硅酮类、酰胺类、硬脂酸类中的至少一种。作为优选的，在上述的仿真皮3D打印材料中，所述稳定剂为铅盐、金属皂、有机锡、有机锑、有机稀土、纯有机化合物中的至少一种。作为优选的，在上述的仿真皮3D打印材料中，所述胶原纤维的直径小于0.4mm。上述仿真皮3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按仿真皮3D打印材料的组分配比称取各组分原料，混合均匀。(2)将混合好的物料通过双螺杆挤出机挤出，经冷却、风干、切粒，制成仿真皮改性粒料。(3)将粒料通过3D打印材料挤出机挤出，经冷却、风干、拉条、绕卷，制成仿真皮3D打印材料。将仿真皮3D打印材料通过FDM 3D打印机打印成型。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)无废水排放，污染小；(2)强度高，弹性好，机械性能佳，仿真度高，适合替代皮革；(3)无需模具，可以直接制造结构复杂的产品。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下文中的重量份可以表示本领域常规的单位计量，如千克、克等，也可以表示的是各组分之间的比例，如质量或重量比等。以下结合具体优选实施例对上述仿真皮3D打印材料的制备方法及其打印成品制备工艺进行详细阐述。下述各实施例中仿真皮3D打印材料所含的组分均在上文所述仿真皮3D打印材料的种类和含量范围内选用。实施例1：步骤S11：按仿真皮3D打印材料的组分配比称取各组分原料，TPE：9.5KG，胶原纤维：0.5KG，1010：0.005KG，168：0.005KG，硬脂酸钙：0.01KG。将各组分通过搅拌机混合均匀。步骤S12：将混合好的物料通过双螺杆挤出机挤出，加工温度150～190℃，经水冷、风干、切粒，制成仿真皮改性TPE粒料。步骤S13：将粒料通过3D打印材料挤出机挤出，加工温度150～190℃，经冷却、风干、拉条、绕卷，制成仿真皮3D打印材料。步骤S14：将仿真皮3D打印材料通过FDM 3D打印机打印成型，打印温度150～190℃。实施例2：步骤S21：按仿真皮3D打印材料的组分配比称取各组分原料，PVC：2.5KG，DOP：3KG，硅烷偶联剂：0.2KG，胶原纤维：3KG，超细纤维：2KG，1010：0.05KG，168：0.05KG，PE蜡：0.2KG，钙锌复合稳定剂：0.1KG。将各组分通过搅拌机混合均匀。步骤S22：将混合好的物料通过双螺杆挤出机挤出，加工温度150～180℃，经水冷、风干、切粒，制成仿真皮改性PVC粒料。步骤S23：将粒料通过3D打印材料挤出机挤出，加工温度150～180℃，经冷却、风干、拉条、绕卷，制成仿真皮3D打印材料。步骤S24：将仿真皮3D打印材料通过FDM 3D打印机打印成型，打印温度150～180℃。实施例3：步骤S31：按仿真皮3D打印材料的组分配比称取各组分原料，TPU：5KG，SEBS：2KG，白油：1KG，胶原纤维：2.0KG，1010：0.01KG，168：0.01KG，芥酸酰胺：0.02KG。将各组分通过搅拌机混合均匀。步骤S32：将混合好的物料通过双螺杆挤出机挤出，加工温度180～220℃，经水冷、风干、切粒，制成仿真皮改性TPU粒料。步骤S33：将粒料通过3D打印材料挤出机挤出，加工温度180～220℃，经冷却、风干、拉条、绕卷，制成仿真皮3D打印材料。步骤S34：将仿真皮3D打印材料通过FDM 3D打印机打印成型，打印温度180～220℃。实施例4：步骤S41：按仿真皮3D打印材料的组分配比称取各组分原料，TPEE：8KG，胶原纤维：2KG，1010：0.01KG，168：0.01KG，硅酮：0.01KG。将各组分通过搅拌机混合均匀。步骤S42：将混合好的物料通过双螺杆挤出机挤出，加工温度190～230℃，经水冷、风干、切粒，制成仿真皮改性TPU粒料。步骤S43：将粒料通过3D打印材料挤出机挤出，加工温度190～230℃，经冷却、风干、拉条、绕卷，制成仿真皮3D打印材料。步骤S44：将仿真皮3D打印材料通过FDM 3D打印机打印成型，打印温度190～230℃。对比例1：在实施例3中，采用纤维刺固法生产仿真皮，其他与实施例3相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿真皮3D打印材料，其特征在于由以下重量份数的组分组成：高分子材料                    25‑95份；增塑剂                        0‑30 份；相容剂                        0‑2份；胶原纤维                      5‑30 份；超细纤维                      0‑20 份；抗氧剂                        0.1‑1 份；润滑剂                        0.1‑2份；稳定剂                        0‑1 份。

【技术特征摘要】
1.一种仿真皮3D打印材料，其特征在于由以下重量份数的组分组成：高分子材料 25-95份；增塑剂 0-30 份；相容剂 0-2份；胶原纤维 5-30 份；超细纤维 0-20 份；抗氧剂 0.1-1 份；润滑剂 0.1-2份；稳定剂 0-1 份。2.如权利要求1所述的仿真皮3D打印材料，其特征在于，所述高分子材料为PVC、氯化聚乙烯、PE、PP、PPO弹性体、POE、EPDM、PBE、SEBS、SBS、SIS、SEPS、SOE、ABS高胶粉、MBS、ACR、EMA、硅橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、马来酸酐和丙烯酸酯双官能化乙烯类弹性体、EVA、PU、TPO、TPE、TPV、TPU、TPEE、TPR中的至少一种。3.如权利要求1所述的仿真皮3D打印材料，其特征在于，所述增塑剂为石蜡油、环烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪红兵，曾永斌，王晓红，刘璇，
申请(专利权)人：中山大学惠州研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44