一種3d打印用生物復(fù)合材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種3D打印用生物復(fù)合材料及其制備方法，包括按重量百分比，將55％～75％的PLA粉末、15％～35％生物質(zhì)木塑粉末和10％偶聯(lián)劑按比例調(diào)配；將調(diào)配后的原料充分混合，并干燥；將干燥后的原料擠出造粒，并再次干燥；將干燥后的造粒擠出成型，制得所述3D打印用生物復(fù)合材料。本發(fā)明的有益效果是：將生物材料PLA中摻入一定比例的生物木塑，制得此3D打印用生物復(fù)合材料，由于生物木塑的摻入，使此3D打印用生物復(fù)合材料具有木材特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)易上色；同時(shí)，原料簡(jiǎn)單，主要為生物材料，易降解，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，且制備工藝簡(jiǎn)單。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種3D打印用生物復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種3D打印用生物復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，3D打印的產(chǎn)品從原有的科普性產(chǎn)品向功能性產(chǎn)品發(fā)展，PLA(聚乳酸)線材作為3D打印主要耗材，其具有良好的生物可降解性，是公認(rèn)的環(huán)境友好生物材料;但是，傳統(tǒng)的PLA線材還不能滿足功能性產(chǎn)品的需求，如需上色的功能性產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是提供一種3D打印用生物復(fù)合材料及其制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0005]—種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:
[0006]步驟I，按重量百分比，將55%?75%的PLA粉末、15%?35%生物質(zhì)木塑粉末和10%偶聯(lián)劑按比例調(diào)配；
[0007]步驟2，將調(diào)配后的原料充分混合，并干燥；
[0008]步驟3，將干燥后的原料擠出造粒，并再次干燥；
[0009]步驟4，將干燥后的造粒擠出成型，制得所述3D打印用生物復(fù)合材料。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:將生物材料PLA中摻入一定比例的生物木塑，制得此3D打印用生物復(fù)合材料，由于生物木塑的摻入，使此3D打印用生物復(fù)合材料具有木材特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)易上色；同時(shí)，原料簡(jiǎn)單，主要為生物材料，易降解，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，且制備工藝簡(jiǎn)單。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0012]進(jìn)一步，所述生物質(zhì)木塑粉末為木粉、竹粉和/或谷殼粉，所述偶聯(lián)劑為鋁酸酯。
[0013]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，木粉、竹粉和谷殼粉原料普通，價(jià)格低廉，有助于降低此3D打印用生物復(fù)合材料的成本;鋁酸酯色淺、無(wú)毒，無(wú)須稀釋劑，使用方便，價(jià)格低廉，有助于保證此3D打印用生物復(fù)合材料的品質(zhì)，且進(jìn)一步降低此3D打印用生物復(fù)合材料的成本。
[0014]進(jìn)一步，所述步驟2中將調(diào)配后的原料充分混合的具體實(shí)現(xiàn)為將調(diào)配后的原料置于雙軸葉片混料機(jī)中充分混合。
[0015]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，混合均勻，出料簡(jiǎn)單。
[0016]進(jìn)一步，所述步驟3中將干燥后的原料擠出造粒的具體實(shí)現(xiàn)為將干燥后的原料通過(guò)星螺桿造料機(jī)擠出造粒。
[0017]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，造粒顆粒大小一致，有效保證后續(xù)干燥的充分性及擠出成型的質(zhì)量。
[0018]進(jìn)一步，所述步驟4中將干燥后的造粒擠出成型的具體實(shí)現(xiàn)為將干燥后的造粒通過(guò)單螺桿擠出機(jī)擠出。
[0019]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，采用擠出機(jī)擠出成型，線材成型可控;且單螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，價(jià)格便宜。
[0020]進(jìn)一步，所述擠出的溫度為195?210°C，所述單螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為20?40rpm。
[0021]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，擠出速度適中，有益于此3D打印用生物復(fù)合材料的成型。
[0022]進(jìn)一步，所述步驟2和步驟3中干燥的環(huán)境為90°C密閉空間，干燥的時(shí)間為6?8小時(shí)。
[0023]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，干燥充分，且避免引入其它雜質(zhì)。
[0024]本發(fā)明的另一技術(shù)方案如下:
[0025]一種3D打印用生物復(fù)合材料，所述3D打印用生物復(fù)合材料采用上述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法制得。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0028]如圖1所示，一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:
[0029]步驟I，按重量百分比，將55%?75%的PLA粉末、15%?35%生物質(zhì)木塑粉末和10%偶聯(lián)劑按比例調(diào)配;其中，所述生物質(zhì)木塑粉末為木粉、竹粉和/或谷殼粉，所述偶聯(lián)劑為招fe酷；
[0030]步驟2，將調(diào)配后的原料置于雙軸葉片混料機(jī)中充分混合，并將混合后的原料置于80°C密閉空間，干燥6?8小時(shí)；
[0031]步驟3，將干燥后的原料通過(guò)星螺桿造料機(jī)擠出造粒，并將擠出造粒置于80°C密閉空間，干燥6?8小時(shí)；
[0032]步驟4，將干燥后的造粒通過(guò)單螺桿擠出機(jī)擠出成型，制得所述3D打印用生物復(fù)合材料；
[0033 ]其中，所述擠出的溫度為195?210 °C，所述單螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為20?40rpm ；將混合后的原料干燥一次，擠出造粒干燥一次，兩次干燥有效排除PLA粉末、生物質(zhì)木塑粉末和偶聯(lián)劑中夾雜的水分。
[0034]實(shí)施例1，將55%的PLA粉末、35 %的生物質(zhì)木塑粉末和10%偶聯(lián)劑按比例調(diào)配，采用上述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，制備此3D打印用生物復(fù)合材料，其中，35 %的生物質(zhì)木塑粉末由占生物質(zhì)木塑粉末總重量30 %的木粉、30 %的竹粉和40 %的谷殼粉組成。
[0035]實(shí)施例2，將65%的PLA粉末、25%的竹粉和10%偶聯(lián)劑按比例調(diào)配，采用上述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，制備此3D打印用生物復(fù)合材料。
[0036]實(shí)施例3，將75%的PLA粉末、15 %的木粉和10 %偶聯(lián)劑按比例調(diào)配，采用上述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，制備此3D打印用生物復(fù)合材料。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟I，按重量百分比，將55%?75%的PLA粉末、15%?35%生物質(zhì)木塑粉末和10%偶聯(lián)劑按比例調(diào)配； 步驟2，將調(diào)配后的原料充分混合，并干燥； 步驟3，將干燥后的原料擠出造粒，并再次干燥； 步驟4，將干燥后的造粒擠出成型，制得所述3D打印用生物復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述生物質(zhì)木塑粉末為木粉、竹粉和/或谷殼粉，所述偶聯(lián)劑為鋁酸酯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2中將調(diào)配后的原料充分混合的具體實(shí)現(xiàn)為將調(diào)配后的原料置于雙軸葉片混料機(jī)中充分混入口 ο4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3中將干燥后的原料擠出造粒的具體實(shí)現(xiàn)為將干燥后的原料通過(guò)星螺桿造料機(jī)擠出造粒。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟4中將干燥后的造粒擠出成型的具體實(shí)現(xiàn)為將干燥后的造粒通過(guò)單螺桿擠出機(jī)擠出。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述擠出的溫度為195?210°C，所述單螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為20?40rpm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2和步驟3中干燥的環(huán)境為80 °C密閉空間，干燥的時(shí)間為6?8小時(shí)。8.—種3D打印用生物復(fù)合材料，其特征在于，所述3D打印用生物復(fù)合材料采用權(quán)利要求I至7任一所述一種3D打印用生物復(fù)合材料的制備方法制得。
【文檔編號(hào)】C08L67/04GK105820527SQ201610375959
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】趙勁民, 鄭立, 陸真慧, 吳洋, 楊星辰
【申請(qǐng)人】廣西醫(yī)科大學(xué)