一种废旧塑料生产3D打印线材的方法技术

本发明专利技术公开了一种废旧塑料生产3D打印线材的方法，包括以下步骤：分选、破碎、清洗、冷冻、粉碎、筛分、改性、挤压造粒。本发明专利技术将废旧塑料用液氮冷冻后粉碎，筛选出微米级粉末，通过螺杆挤压成型机得到3D打印线材，实现了废料的利用，解决了废旧塑料冷冻耗时长、粉碎耗能高和无法直接生产3D打印材料的问题；改性剂的加入减少了螺杆挤压成型机中挤塑出3D打印线材的冷却时间；减小塑料熔融态下与螺杆挤压成型机机头的粘连；增加3D打印线材弹性、韧性、冲击强度、拉伸强度，生产出符合要求的3D打印线材，大大地降低了3D打印材料的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧塑料生产3D打印线材的方法
本专利技术属于3D打印材料制备领域，具体涉及一种废旧塑料生产3D打印线材的方法。
技术介绍
随着世界经济和科技的迅猛发展，人们物质生活水平的日益提高，城市化进程的不断加快，城市固体废弃物的产量急剧增加。据统计，我国目前城市生活垃圾的年产量已经超过1.5亿吨，而且每年正以8％～10％的速度增长。我国大约有2/3的城市处于垃圾包围之中。我国城市生活垃圾中的废塑料约占垃圾总量的4％～10％，年产量达到500～600万吨，而且每年正以近8％～9％的速度增长。废旧塑料作为生活垃圾最难处理的一部分，其回收耗费再利用耗费成本高，填埋处理不易腐烂，对土壤造成很大的污染，因此，开发出一套无污染的塑料再利用技术就有很大的环保意义。3D打印又被称作“快速成型技术”，它通过一层一层铺叠打印材料方式来实现三维物体的制造。3D打印技术源自于100多年前的照相雕塑和地貌成型技术，上世纪80年代形成雏形，随着近30年的发展，3D打印技术突飞猛进。目前主流3D打印技术主要有熔融沉积快速成型，光固化成型、粉末粘结成型等几种。随着3D打印技术的不断进步和成熟，它在航空航天、生物医药、建筑等领域的应用逐步拓宽，其方便快捷、能够提高材料利用率等优势不断显现，与传统制造的结合也更加紧密，不断推动传统制造业的转型升级。现阶段制约3D打印技术发展的因素主要有两个：打印材料和设备。3D打印技术本身并不复杂，但可用的耗材是个难点。现代的3D打印技术多使用PLA、ABS树脂、聚酯热塑性塑料等，从价格上看，便宜的几百块1kg，最贵的1kg甚至达到4万元左右，所以当前3D打印材料的成本是制约3D打印技术进一步发展的一大因素。把废旧塑料作为制备3D打印材料的原料，这不仅可以大大降低生产成本，同时可以减少环境污染，节约资源，促进资源循环利用。
技术实现思路
本专利技术提供一种废旧塑料生产3D打印线材的方法，以解决3D打印材料生产成本高、废旧塑料污染环境等问题，本专利技术通过将废旧塑料重新利用，添加改性剂对其进行改性，强化其韧性、拉伸强度、冲击强度等性能，使其成为符合3D打印要求的线料，大大降低了3D打印材料的成本。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种废旧塑料生产3D打印线材的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)废旧塑料从生活、工业垃圾中分选出来，使用硬塑料破碎机对废旧塑料进行初步粉碎，将破碎过的废旧塑料碎片进行彻底清洗，自然风干精选后，制得精选塑料碎片；(2)将步骤(1)制得的精选塑料碎片置于液氮的低温粉碎机中，在温度为-60--100℃下将塑料粉碎1-2h，过筛后得到80-120目的塑料粉末；(3)在步骤(2)制得的塑料粉末中加入改性剂，在转速为60-80r/min的搅拌器中搅拌5-10min，得到混合均匀的混合物；(4)将步骤(3)制得的混合物放入螺杆挤压成型机中，在温度为105-125℃，转速为100-110r/min下，经挤压造粒，制得3D打印塑料线材；所述3D打印用塑料线材，包括以下质量配比的原料：废弃塑料：改性剂＝6-15：2-3；步骤(3)中所述的改性剂的制备方法，包括以下步骤：(3-1)按质量份配比为滑石粉：碳酸钙＝2：1配制，在转速为60-80r/min的搅拌器中搅拌5-10min，得到混合均匀的成核剂，备用；(3-2)将成核剂、偶联剂、相容剂在温度为115-125℃，在转速为150-200r/min环境下，反应30-50min制得中间物料；(3-3)向步骤(3-2)制得的中间物料中加入增塑剂，在温度为100-110℃，在转速为200-300r/min环境下，反应20-30min制得初级改性剂；(3-4)将步骤(3-3)制得的初级改性剂冷却至室温，经过齿式粉碎机粉碎，过筛后得到60-80目的改性剂；所述改性剂以重量份为单位，包括以下原料：成核剂3-5份、偶联剂0.8-1.6份、相容剂5-8份、增塑剂10-15份。进一步，所述成核剂为滑石粉：碳酸钙＝2：1；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；所述相容剂为环状酸酐型相容剂；所述增塑剂为聚己二酸-1，2-丙二醇酯。本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术使用废旧塑料为原料，成本低廉，原料使用低温粉碎，可以减轻粉碎中塑料的性能损失，同时得到的粉末粒度更小，很大程度上增加了微粉的比表面积，使其吸附性得到增强，利于改性剂和塑料粉末得到充分和均匀的混合。(2)改性剂的加入减少了螺杆挤压成型机中挤塑出3D打印线材的冷却时间；减小塑料熔融态下与螺杆挤压成型机机头的粘连；增加3D打印线材弹性、韧性、冲击强度、拉伸强度。(3)本专利技术生产的3D打印线材在打印过程中，具有缩短成型时间、提高成型率、降低成型温度等优点，其性能完全符合3D打印的要求。具体实施方式为便于更好地理解本专利技术，通过以下实例加以说明，这些实例属于本专利技术的保护范围，但不限制本专利技术的保护范围。在实施例中，所述3D打印用塑料线材，包括以下质量配比的原料：废弃塑料：改性剂＝6-15：2-3；所述改性剂以重量份为单位，包括以下原料：成核剂3-5份、偶联剂0.8-1.6份、相容剂5-8份、增塑剂10-15份；所述成核剂为滑石粉：碳酸钙＝2：1；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；所述相容剂为环状酸酐型相容剂；所述增塑剂为聚己二酸-1，2-丙二醇酯；本专利技术还提供一种废旧塑料生产3D打印线材的方法，包括以下步骤：(1)废旧塑料从生活、工业垃圾中分选出来，使用硬塑料破碎机对废旧塑料进行初步粉碎，将破碎过的废旧塑料碎片进行彻底清洗，自然风干精选后，制得精选塑料碎片；(2)将步骤(1)制得的精选塑料碎片置于液氮的低温粉碎机中，在温度为-60--100℃下将塑料粉碎1-2h，过筛后得到80-120目的塑料粉末；(3)在步骤(2)制得的塑料粉末中加入改性剂，在转速为60-80r/min的搅拌器中搅拌5-10min，得到混合均匀的混合物；(4)将步骤(3)制得的混合物放入螺杆挤压成型机中，在温度为105-125℃，转速为100-110r/min下，经挤压造粒，制得3D打印塑料线材；步骤(3)中所述的改性剂的制备方法，包括以下步骤：(3-1)按质量份配比为滑石粉：碳酸钙＝2：1配制，在转速为60-80r/min的搅拌器中搅拌5-10min，得到混合均匀的成核剂，备用；(3-2)将成核剂、偶联剂、相容剂在温度为115-125℃，在转速为150-200r/min环境下，反应30-50min制得中间物料；(3-3)向步骤(3-2)制得的中间物料中加入增塑剂，在温度为100-110℃，在转速为200-300r/min环境下，反应20-30min制得初级改性剂；(3-4)将步骤(3-3)制得的初级改性剂冷却至室温，经过齿式粉碎机粉碎，过筛后得到60-80目的改性剂。下面通过更具体实施例对本专利技术进行说明。实施例1所述3D打印用塑料线材，包括以下质量配比的原料：废弃塑料：改性剂＝6：2；所述改性剂以重量份为单位，包括以下原料：成核剂3份、偶联剂0.8份、相容剂5份、增塑剂10份；所述成核剂为滑石粉：碳酸钙＝2：1；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；所述相容剂为环状酸酐型相容剂；所述增塑剂为聚己二酸-1，2-丙二醇酯；本专利技术还提供一种废旧塑料生产3D打印线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废旧塑料生产3D打印线材的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)废旧塑料从生活、工业垃圾中分选出来，使用硬塑料破碎机对废旧塑料进行初步粉碎，将破碎过的废旧塑料碎片进行彻底清洗，自然风干精选后，制得精选塑料碎片；(2)将步骤(1)制得的精选塑料碎片置于特定冷却剂的低温粉碎机中，在温度为‑60‑‑100℃下将塑料粉碎1‑2h，过筛后得到80‑120目的塑料粉末；(3)在步骤(2)制得的塑料粉末中加入改性剂，在转速为60‑80r/min的搅拌器中搅拌5‑10min，得到混合均匀的混合物；(4)将步骤(3)制得的混合物放入螺杆挤压成型机中，在温度为105‑125℃，转速为100‑110r/min下，经挤压造粒，制得3D打印塑料线材；所述3D打印用塑料线材，包括以下质量配比的原料：废弃塑料：改性剂＝6‑15：2‑3；步骤(3)中所述的改性剂的制备方法，包括以下步骤：(3‑1)按质量份配比为滑石粉：碳酸钙＝2：1配制，在转速为60‑80r/min的搅拌器中搅拌5‑10min，得到混合均匀的成核剂，备用；(3‑2)将成核剂、偶联剂、相容剂在温度为115‑125℃，在转速为150‑200r/min环境下，反应30‑50min制得中间物料；(3‑3)向步骤(3‑2)制得的中间物料中加入增塑剂，在温度为100‑110℃，在转速为200‑300r/min环境下，反应20‑30min制得初级改性剂；(3‑4)将步骤(3‑3)制得的初级改性剂冷却至室温，经过齿式粉碎机粉碎，过筛后得到60‑80目的改性剂；所述改性剂以重量份为单位，包括以下原料：成核剂3‑5份、偶联剂0.8‑1.6份、相容剂5‑8份、增塑剂10‑15份。...

【技术特征摘要】
1.一种废旧塑料生产3D打印线材的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)废旧塑料从生活、工业垃圾中分选出来，使用硬塑料破碎机对废旧塑料进行初步粉碎，将破碎过的废旧塑料碎片进行彻底清洗，自然风干精选后，制得精选塑料碎片；(2)将步骤(1)制得的精选塑料碎片置于特定冷却剂的低温粉碎机中，在温度为-60--100℃下将塑料粉碎1-2h，过筛后得到80-120目的塑料粉末；(3)在步骤(2)制得的塑料粉末中加入改性剂，在转速为60-80r/min的搅拌器中搅拌5-10min，得到混合均匀的混合物；(4)将步骤(3)制得的混合物放入螺杆挤压成型机中，在温度为105-125℃，转速为100-110r/min下，经挤压造粒，制得3D打印塑料线材；所述3D打印用塑料线材，包括以下质量配比的原料：废弃塑料：改性剂＝6-15：2-3；步骤(3)中所述的改性剂的制备方法，包括以下步骤：(3-1)按质量份配比为滑石粉：碳酸钙＝2：...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅左强，陈春花，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34