本发明专利技术公开了一种高强度3D打印用木塑复合材料，属于3D打印用材料制备技术领域，所述高强度3D打印用木塑复合材料以重量份为单位，包括以下原料：植物纤维粉末100‑135份、聚烯烃塑料粉末117‑148份、聚乳酸42‑54份、六聚磷酸钠27‑35份、丁基二甘醇乙酸酯26‑30份、特定合成剂16‑22份、淀粉合成剂10‑16份。本发明专利技术制成的材料具有很好的韧性、冲击强度，通过3D打印技术打印出来的产品高质量、高抗冲、高强度，具有广阔的市场前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于3D打印用材料制备
，具体涉及一种高强度3D打印用木塑复合材料。
技术介绍
3D打印又称为快速成型技术，也称为增材制造技术，是一种不需要传统刀具、夹具和机床，而是以数字模型文件为基础，使用金属粉末或塑料等具有黏合性的材料逐层打印来制造任意形状物品的技术。3D打印机可以制造的物品很多，如飞机、手枪，再如食物、人体器官、儿童玩具等。3D打印技术是最近20年来世界制造
的一次重大突破。是机械工程、计算机技术、数控技术、材料科学等多学科技术的集成。3D打印最难最核心的技术是打印材料的开发。因此开发更为多样多功能的3D打印材料成为未来研究与应用的热点与关键。本专利技术的3D打印材料是一种新材料，兼具木材和塑料的性能，为3D打印提供了更多的材料方面的选择。聚丙烯具有无毒、无味，力学性能好，易加工，耐腐蚀，熔融温度较低，流动性好，冷却速度快，透明易染色等优点都符合3D打印技术对聚合物材料的要求，且聚丙烯原料来源广、价格低；植物纤维/聚丙烯复合材料使得其兼具木材和塑料的双重特性，植物纤维的加入进一步降低了聚丙烯的冷凝收缩率，且打印出来的物品具有木质感，更具亲近感。目前植物纤维/聚丙烯复合材料作为3D打印材料的文献很少。中国专利公开号为102276920A公开了一种聚丙烯复合材料，采用玻璃纤维、增韧剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂、成核剂对聚丙烯进行改性，改性后的聚丙烯复合材料的械强度较高且抗蠕变性能较好。但其对聚丙烯复合材料的亲和性和热变形温度改性少，不能很好地满足打印需求。中国专利公开号为101781472A公开了一种植物纤维复合材料的制程，其添加偶合剂成混合材料，以高马力混练机将混合材料均匀混合，添加滑剂以混合成胶粒并制出复合材料成品其采用，改性后的材料有重量减轻、不易热变形、热收缩力小的特性。但其亲和性并不高，不能很好地满足3D打印需求。单一的性能提升并不能满足3D打印技术对植物纤维/聚丙烯复合材料的性能需求，急需一种新的植物纤维/聚丙烯复合材料在3D打印技术中广泛地应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种高强度3D打印用木塑复合材料，以解决现有复合材料亲和性和热变形温度改性低等问题。本专利技术制成的材料具有很好的韧性、冲击强度，通过3D打印技术打印出来的产品高质量、高抗冲、高强度，具有广阔的市场前景。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种高强度3D打印用木塑复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：植物纤维粉末100-135份、聚烯烃塑料粉末117-148份、聚乳酸42-54份、六聚磷酸钠27-35份、丁基二甘醇乙酸酯26-30份、特定合成剂16-22份、淀粉合成剂10-16份；所述特定合成剂以重量份为单位，包括以下原料：调节剂17-25份、发生剂14-20份、偶联剂a11-16份、相容剂14-18份、增塑剂10-14份、抗氧化剂8-17份、聚凝剂6-12份、终止剂3-6份；所述植物纤维为柏木纤维；所述调节剂为ACR；所述发生剂为气溶胶发生剂；所述偶联剂a为硅烷偶联剂kh570；所述相容剂为丙烯酸型相容剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；所述抗氧化剂为抗氧剂1098；所述聚凝剂为聚合氯化铝；所述终止剂为木焦油；所述淀粉合成剂以重量份为单位，包括以下原料：淀粉90-150份、环氧丙烯酸酯12-18份、N，N-二甲基乙酰胺9-15份、环氧氯丁烷3-6份、尿素1.8-3.8份、糊化剂1.2-2.4份、偶联剂b0.3-0.7份、引发剂0.2-0.3份、催化剂0.1-0.2份、稳定剂0.2-0.4份、消泡剂0.4-0.8份、增塑剂0.5-0.9份、增韧剂0.3-0.6份、增粘剂0.3-0.5份、耐水剂0.2-0.4份、抗菌剂0.2-0.3份；所述偶联剂b为2，5-二甲基-2，5-双(苯甲酰过氧)-己烷；所述引发剂为偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯；所述催化剂为铂催化剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；所述的高强度3D打印用木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将选用的植物纤维粉碎，过80-120目筛子，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，制得初级原材料植物纤维粉末；S2：向步骤S1制得的初级原材料植物纤维粉末中加入聚烯烃塑料粉末、聚乳酸、六聚磷酸钠、丁基二甘醇乙酸酯、特定合成剂，升温至182-213℃，在转速为200-400r/min下搅拌熔解1.6-3.1h，然后冷却至室温，制得改性的植物纤维3D打印二级材料；所述特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：S21：将发生剂、偶联剂a、相容剂、抗氧化剂混合升温至116-124℃，在转速为200-300r/min下反应50-72min，制得物料A；S22：向步骤S21制得的物料A中加入调节剂、聚凝剂混合后升温至140-154℃，在转速为200-400r/min下反应141-233min，制得物料B；S23：向步骤S22制得的物料B中加入增塑剂、终止剂混合后降温至110-125℃，在转速为200-300r/min下反应57-123min，制得特定合成剂；S3：将步骤S2制得的改性的植物纤维3D打印二级材料在温度为-94--112℃下粉碎，加入淀粉合成剂混合均匀，将混合均匀混合物放入螺杆挤压成型机中，在温度为189-207℃，转速为105-112r/min下，经挤压丝条，制得高强度3D打印用木塑复合材料；所述淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：S31：配制浓度为18-27Be’，pH值为3.4-3.7的淀粉浆a；S32：向步骤S31制得的淀粉浆a中加入浓度为6%-11%的环氧丙烯酸酯、N，N-二甲基乙酰胺、偶联剂b、催化剂，然后在温度为48-55℃，搅拌转速为80-100r/min下进行交联接枝反应2.4-3.2h，制得浆料b；S33：向步骤S32制得的浆料b中加入糊化剂，调节pH值为9.3-9.7，接着加入环氧氯丁烷、尿素、引发剂、增塑剂、增韧剂、增粘剂、耐水剂、抗菌剂，然后在温度为57-63℃，搅拌转速为80-120r/min下进行交联反应1.4-1.7h，制得浆料c；S34：将步骤S33制得的浆料c中加入稳定剂，调节pH值为8.1-8.4，升温至72-78℃，糊化48-53min，糊化结束后降至29-32℃，加入消泡剂，在转速为90-130r/min下搅拌7-11min，制得淀粉合成剂。进一步地，所述稳定剂为有机锡稳定剂。进一步地，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。进一步地，所述增韧剂为聚丙二烯橡胶。进一步地，所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷。进一步地，所述耐水剂为硼酸。进一步地，所述抗菌剂为碳酸锂。本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术使用常用的热塑性塑料聚丙烯，来源广，价格低，性能优，拓宽了3D打印材料原料的选择范围；（2）本专利技术使用植物纤维填充聚丙烯，制成木塑复合材料，使得制品具有木质感，更具亲近感，能部分降解，更加低碳环保；（3）本专利技术制成的高强度3D打印用木塑复合材料具有很好的韧性、冲击强度，通过3D打印技术打印出来的产品高质量、高抗冲、高强度，具有广阔的市场前景；（4）本专利技术制成的高强度3D打印用木塑复合材料成本低，易于工业化生产。具体实施方式为便于更好地理解本专利技术，通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度3D打印用木塑复合材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：植物纤维粉末100‑135份、聚烯烃塑料粉末117‑148份、聚乳酸42‑54份、六聚磷酸钠27‑35份、丁基二甘醇乙酸酯26‑30份、特定合成剂16‑22份、淀粉合成剂10‑16份；所述特定合成剂以重量份为单位，包括以下原料：调节剂17‑25份、发生剂14‑20份、偶联剂a 11‑16份、相容剂14‑18份、增塑剂10‑14份、抗氧化剂8‑17份、聚凝剂6‑12份、终止剂3‑6份；所述植物纤维为柏木纤维；所述调节剂为ACR；所述发生剂为气溶胶发生剂；所述偶联剂a为硅烷偶联剂kh570；所述相容剂为丙烯酸型相容剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；所述抗氧化剂为抗氧剂1098；所述聚凝剂为聚合氯化铝；所述终止剂为木焦油；所述淀粉合成剂以重量份为单位，包括以下原料：淀粉90‑150份、环氧丙烯酸酯12‑18份、N，N‑二甲基乙酰胺9‑15份、环氧氯丁烷3‑6份、尿素1.8‑3.8份、糊化剂1.2‑2.4份、偶联剂b 0.3‑0.7份、引发剂 0.2‑0.3份、催化剂0.1‑0.2份、稳定剂0.2‑0.4份、消泡剂0.4‑0.8份、增塑剂 0.5‑0.9份、增韧剂0.3‑0.6份、增粘剂0.3‑0.5份、耐水剂0.2‑0.4份、抗菌剂0.2‑0.3份；所述偶联剂b为2，5‑二甲基‑2，5‑双( 苯甲酰过氧)‑己烷；所述引发剂为偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯；所述催化剂为铂催化剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；所述的高强度3D打印用木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将选用的植物纤维粉碎，过80‑120目筛子，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，制得初级原材料植物纤维粉末；S2：向步骤S1制得的初级原材料植物纤维粉末中加入聚烯烃塑料粉末、聚乳酸、六聚磷酸钠、丁基二甘醇乙酸酯、特定合成剂，升温至182‑213℃，在转速为200‑400r/min下搅拌熔解1.6‑3.1h，然后冷却至室温，制得改性的植物纤维3D打印二级材料；所述特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：S21：将发生剂、偶联剂a、相容剂、抗氧化剂混合升温至116‑124℃，在转速为200‑300r/min下反应50‑72 min，制得物料A；S22：向步骤S21制得的物料A中加入调节剂、聚凝剂混合后升温至140‑154℃，在转速为200‑400r/min下反应141‑233 min，制得物料B；S23：向步骤S22制得的物料B中加入增塑剂、终止剂混合后降温至110‑125℃，在转速为200‑300r/min下反应57‑123min，制得特定合成剂；S3：将步骤S2制得的改性的植物纤维3D打印二级材料在温度为‑94‑‑112℃下粉碎，加入淀粉合成剂混合均匀，将混合均匀混合物放入螺杆挤压成型机中，在温度为189‑207℃，转速为105‑112r/min下，经挤压丝条，制得高强度3D打印用木塑复合材料；所述淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：S31：配制浓度为18‑27Be’，pH 值为3.4‑3.7的淀粉浆a；S32：向步骤S31制得的淀粉浆a中加入浓度为6%‑11%的环氧丙烯酸酯、N，N‑二甲基乙酰胺、偶联剂b、催化剂，然后在温度为48‑55℃，搅拌转速为80‑100r/min下进行交联接枝反应2.4‑3.2h，制得浆料b；S33：向步骤S32制得的浆料b中加入糊化剂，调节pH 值为9.3‑9.7，接着加入环氧氯丁烷、尿素、引发剂、增塑剂、增韧剂、增粘剂、耐水剂、抗菌剂，然后在温度为57‑63℃，搅拌转速为80‑120r/min下进行交联反应1.4‑1.7h，制得浆料c；S34：将步骤S33制得的浆料c中加入稳定剂，调节pH值为8.1‑8.4，升温至72‑78℃，糊化48‑53min，糊化结束后降至29‑32℃，加入消泡剂，在转速为90‑130r/min下搅拌7‑11min，制得淀粉合成剂。...
【技术特征摘要】
1.一种高强度3D打印用木塑复合材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：植物纤维粉末100-135份、聚烯烃塑料粉末117-148份、聚乳酸42-54份、六聚磷酸钠27-35份、丁基二甘醇乙酸酯26-30份、特定合成剂16-22份、淀粉合成剂10-16份；所述特定合成剂以重量份为单位，包括以下原料：调节剂17-25份、发生剂14-20份、偶联剂a11-16份、相容剂14-18份、增塑剂10-14份、抗氧化剂8-17份、聚凝剂6-12份、终止剂3-6份；所述植物纤维为柏木纤维；所述调节剂为ACR；所述发生剂为气溶胶发生剂；所述偶联剂a为硅烷偶联剂kh570；所述相容剂为丙烯酸型相容剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；所述抗氧化剂为抗氧剂1098；所述聚凝剂为聚合氯化铝；所述终止剂为木焦油；所述淀粉合成剂以重量份为单位，包括以下原料：淀粉90-150份、环氧丙烯酸酯12-18份、N，N-二甲基乙酰胺9-15份、环氧氯丁烷3-6份、尿素1.8-3.8份、糊化剂1.2-2.4份、偶联剂b0.3-0.7份、引发剂0.2-0.3份、催化剂0.1-0.2份、稳定剂0.2-0.4份、消泡剂0.4-0.8份、增塑剂0.5-0.9份、增韧剂0.3-0.6份、增粘剂0.3-0.5份、耐水剂0.2-0.4份、抗菌剂0.2-0.3份；所述偶联剂b为2，5-二甲基-2，5-双(苯甲酰过氧)-己烷；所述引发剂为偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯；所述催化剂为铂催化剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；所述的高强度3D打印用木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将选用的植物纤维粉碎，过80-120目筛子，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，制得初级原材料植物纤维粉末；S2：向步骤S1制得的初级原材料植物纤维粉末中加入聚烯烃塑料粉末、聚乳酸、六聚磷酸钠、丁基二甘醇乙酸酯、特定合成剂，升温至182-213℃，在转速为200-400r/min下搅拌熔解1.6-3.1h，然后冷却至室温，制得改性的植物纤维3D打印二级材料；所述特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：S21：将发生剂、偶联剂a、相容剂、抗氧化剂混合升温至116-124℃，在转速为200-300r/min下反应50-72min，...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒙宇，
申请(专利权)人：蒙宇，
类型：发明
国别省市：广西;45
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。