一种具有抗菌性能的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具有抗菌性能的3D打印材料及其制备方法，涉及3D打印材料技术领域，其包括以下重量份的原料：改性无机填料20‑35份、改性壳聚糖30‑50份、硅藻土15‑25份、增塑剂3‑7份、粘合剂1‑4份、润滑剂2‑5份。本发明专利技术制备的3D打印材料在具有3D打印材料的基本性能的基础上，一方面大幅增强了材料的网络结构，用该材料制成的3D打印产品韧性好，具有优良的机械强度和力学性能，而且具有较好的柔韧性；另一方面通过改性壳聚糖、硅藻土、增塑剂的协同作用，使得3D打印材料打印的产品具有良好的抗菌性能、抗氧化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗菌性能的3D打印材料及其制备方法
本专利技术涉及3D打印材料
，尤其涉及一种具有抗菌性能的3D打印材料及其制备方法。
技术介绍
三维快速成型打印简称3D打印，是指将需要的产品的三维模型文件通过3D打印设备进行分层离散处理，通过激光照射等方式将某些特定的材料逐层精确堆叠，快速制造成所需产品的技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。众所周知，3D打印的核心技术其实就是打印设备和材料，所以制约3D打印的快速发展因素主要包括3D打印设备和3D打印材料。当前的3D打印材料主要由有机高分子材料和无机材料两大类，有机高分子主要包括光敏树脂、水凝胶和聚丙烯晴-丁二烯-苯乙烯等，无机材料主要包括钛及钛合金、陶瓷和石膏等。当前很多3D打印产品主要为日常生活用品和一些简单的医疗器械，现有的打印材料是可以满足我们打印出所需的产品，但是由于产品都是日常用品，我们更希望打印的产品具有更多其他的特性，如抗菌性能，抗氧化性能。这就需要开发一些具有抗氧化和抗菌性能的3D打印材料。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种具有抗菌性能的3D打印材料，具有较好的抗菌和抗氧化性能。本专利技术提出的一种具有抗菌性能的3D打印材料，其包括以下重量份的原料：改性无机填料20-35份、改性壳聚糖30-50份、硅藻土15-25份、增塑剂3-7份、粘合剂1-4份、润滑剂2-5份。优选地，其包括以下重量份的原料：改性无机填料25-30份、改性壳聚糖35-45份、硅藻土18-22份、增塑剂4-6份、粘合剂2-3份、润滑剂3-4份。优选地，所述改性无机填料的制备如下：将0.2-0.35份硅烷偶联剂、2-5份无水乙醇混合，边搅拌边加入10份无机填料，加入后再搅拌12-17min，然后在50-60℃下干燥4-6h，即得。优选地，所述无机填料为碳酸钙、玻璃微珠、云母、滑石粉、硅灰石、硫酸钙、高岭土中的至少三种的复配而成。优选地，所述改性壳聚糖的制备如下：将壳聚糖粉末溶解在体积浓度为3％的冰醋酸溶液中，室温下搅拌2-5h，配制成浓度为6％的壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液超声0.5-1h后，在5℃环境下静置18-22h，再在-15℃环境下冷冻处理1-3h，将冷冻后的壳聚糖浸泡在0.6％氢氧化钠乙醇溶液中，中和残余醋酸，再用去离子水浸泡、清洗至中性，-10℃冷冻干燥，即得到改性壳聚糖。优选地，所述增塑剂为脂肪族二元酸酯、磷酸酯、氯化石蜡中的一种。优选地，所述粘合剂为聚己内酯。优选地，所述润滑剂为白矿油、硅油、硬脂酸、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。本专利技术还提出上述具有抗菌性能的3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将改性无机填料、改性壳聚糖、硅藻土、增塑剂、粘合剂、润滑剂依次加入反应釜中，边搅拌边升温至50-60℃，继续搅拌30-50min，得到混合物料；S2、将混合物料在紫外灯下照射65-80min，搅拌冷却至室温后，放入挤出机中，加热挤出，真空干燥，即可。有益效果：本专利技术的3D打印材料采用改性无机填料、改性壳聚糖配合硅藻土、增塑剂、粘合剂、润滑剂，制备的3D打印材料在具有3D打印材料的基本性能的基础上，一方面大幅增强了材料的网络结构，用该材料制成的3D打印产品韧性好，具有优良的机械强度和力学性能，而且具有较好的柔韧性；另一方面通过改性壳聚糖、硅藻土、增塑剂的协同作用，使得3D打印材料打印的产品具有良好的抗菌性能、抗氧化性能。本专利技术中将硅烷偶联剂与无水乙醇混合，边搅拌边加入10份无机填料，再搅拌干燥，得到硅烷偶联剂包覆的无机填料，改性后的无机填料提高3D打印材料的韧性；改性后的壳聚糖进一步提高了材料的抗菌性能。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种具有抗菌性能的3D打印材料，其包括以下重量份的原料：改性无机填料20份、改性壳聚糖30份、硅藻土15份、脂肪族二元酸酯3份、聚己内酯1份、白矿油2份。其中，改性无机填料的制备如下：将0.2份硅烷偶联剂、2份无水乙醇混合，边搅拌边加入10份无机填料，加入后再搅拌12min，然后在50℃下干燥4h，即得；其中，无机填料为碳酸钙、玻璃微珠、云母复配而成。其中，改性壳聚糖的制备如下：将壳聚糖粉末溶解在体积浓度为3％的冰醋酸的溶液中，室温下搅拌2h，配制成浓度为6％的壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液超声0.5h后，在5℃环境下静置18h，再在-15℃环境在冷冻处理1h，将冷冻后的壳聚糖浸泡在0.6％氢氧化钠乙醇溶液中，中和残余醋酸，再用去离子水浸泡、清洗至中性，-10℃冷冻干燥，即得到改性壳聚糖。本专利技术还提出了上述具有抗菌性能的3D打印材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将改性无机填料、改性壳聚糖、硅藻土、脂肪族二元酸酯、聚己内酯、白矿油依次加入反应釜中，边搅拌边升温至50℃，继续搅拌30min，得到混合物料；S2、将混合物料在紫外灯下照射65min，搅拌冷却至室温后，放入挤出机中，加热挤出，真空干燥，即可。实施例2本专利技术提出的一种具有抗菌性能的3D打印材料，其包括以下重量份的原料：改性无机填料35份、改性壳聚糖50份、硅藻土25份、磷酸酯7份、聚己内酯4份、硅油5份。其中，改性无机填料的制备如下：将0.35份硅烷偶联剂、5份无水乙醇混合，边搅拌边加入10份无机填料，加入后再搅拌17min，然后在60℃下干燥6h，即得；其中，无机填料为云母、滑石粉、硅灰石复配而成。其中，改性壳聚糖的制备如下：将壳聚糖粉末溶解在体积浓度为3％的冰醋酸的溶液中，室温下搅拌5h，配制成浓度为6％的壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液超声1h后，在5℃环境下静置22h，再在-15℃环境在冷冻处理3h，将冷冻后的壳聚糖浸泡在0.6％氢氧化钠乙醇溶液中，中和残余醋酸，再用去离子水浸泡、清洗至中性，-10℃冷冻干燥，即得到改性壳聚糖。本专利技术还提出了上述具有抗菌性能的3D打印材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将改性无机填料、改性壳聚糖、硅藻土、磷酸酯、聚己内酯、硅油依次加入反应釜中，边搅拌边升温至60℃，继续搅拌50min，得到混合物料；S2、将混合物料在紫外灯下照射80min，搅拌冷却至室温后，放入挤出机中，加热挤出，真空干燥，即可。实施例3本专利技术提出的一种具有抗菌性能的3D打印材料，其包括以下重量份的原料：改性无机填料28份、改性壳聚糖40份、硅藻土20份、氯化石蜡5份、聚己内酯2份、润滑剂3份；其中，润滑剂为硅油、硬脂酸、硬脂酸丁酯混合而成。其中，改性无机填料的制备如下：将0.28份硅烷偶联剂、3份无水乙醇混合，边搅拌边加入10份无机填料，加入后再搅拌15min，然后在55℃下干燥5h，即得；其中，无机填料为碳酸钙、玻璃微珠、高岭土复配而成。其中，改性壳聚糖的制备如下：将壳聚糖粉末溶解在体积浓度为3％的冰醋酸的溶液中，室温下搅拌3.5h，配制成浓度为6％的壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液超声0.8h后，在5℃环境下静置20h，再在-15℃环境在冷冻处理2h，将冷冻后的壳聚糖浸泡在0.6％氢氧化钠乙醇溶液中，中和残余醋酸，再用去离子水浸泡、清洗至中性，-10℃冷冻干燥，即得到改性壳聚糖。本专利技术还提出了上述具有抗菌性能的3D打印材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将改性无机填料、改性壳聚糖、硅藻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有抗菌性能的3D打印材料，其特征在于，其包括以下重量份的原料：改性无机填料20‑35份、改性壳聚糖30‑50份、硅藻土15‑25份、增塑剂3‑7份、粘合剂1‑4份、润滑剂2‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种具有抗菌性能的3D打印材料，其特征在于，其包括以下重量份的原料：改性无机填料20-35份、改性壳聚糖30-50份、硅藻土15-25份、增塑剂3-7份、粘合剂1-4份、润滑剂2-5份。2.根据权利要求1所述的具有抗菌性能的3D打印材料，其特征在于，其包括以下重量份的原料：改性无机填料25-30份、改性壳聚糖35-45份、硅藻土18-22份、增塑剂4-6份、粘合剂2-3份、润滑剂3-4份。3.根据权利要求1或2所述的具有抗菌性能的3D打印材料，其特征在于，所述改性无机填料的制备如下：将0.2-0.35份硅烷偶联剂、2-5份无水乙醇混合，边搅拌边加入10份无机填料，加入后再搅拌12-17min，然后在50-60℃下干燥4-6h，即得。4.根据权利要求3所述的具有抗菌性能的3D打印材料，其特征在于，所述无机填料为碳酸钙、玻璃微珠、云母、滑石粉、硅灰石、硫酸钙、高岭土中的至少三种的复配而成。5.根据权利要求1或2所述的具有抗菌性能的3D打印材料，其特征在于，所述改性壳聚糖的制备如下：将壳聚糖粉末溶解在体积浓度为3％的冰醋酸溶液中，室温下搅拌2-5h，配...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕月林，
申请(专利权)人：芜湖林一电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34