一种新型打印用塑料材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型打印用塑料材料的制备方法，属于3D打印用材料制备技术领域。所述的新型打印用塑料材料包括以下质量配比的原料：废弃塑料：特定合成剂：淀粉合成剂＝5‑9:1‑2:2‑3；所述的新型打印用塑料材料是经过废弃塑料破碎清洗、低温粉碎、添加特定合成剂和淀粉合成剂改性、挤压造粒等步骤制备的。本发明专利技术通过将废弃塑料重新利用，添加特定合成剂和淀粉合成剂对其进行改性，强化其韧性、拉伸强度、冲击强度等性能，使其成为符合3D打印要求的材料，大大降低了3D打印材料的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于塑料材料制备
，具体涉及一种新型打印用塑料材料的制备方法。
技术介绍
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。普通打印机的耗材是墨水和纸张，但3D打印机的耗材主要是胶水和高分子材料，而且必须经过特殊处理，对材料的固化反应速度等也要求很高，不同的3D打印技术也对成型材料有不同的要求。现代的3D打印技术多使用ABS树脂、人造橡胶、塑料、沙子、铸蜡和聚酯热塑性塑料等，这些材料多为粉末或者粘稠的液体，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。塑料是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。塑料制品的生产工艺有中空吹塑、注塑和挤出等，其产品形式包括了各种容器、网、打包带、电缆覆层、管材、异型材、片材等。把废弃塑料作为制备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新型打印用塑料材料的制备方法，以解决3D打印材料生产成本高、废弃塑料污染环境等问题，本专利技术通过将废弃塑料重新利用，添加特定合成剂和淀粉合成剂对其进行改性，强化其韧性、拉伸强度、冲击强度等性能，使其成为符合3D打印要求的材料，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：一种新型打印用塑料材料的制备方法，包括以下步骤：S1：使用硬塑料破碎机对废弃塑料进行初步粉碎，随后利用间歇式搅拌塑料清洗机将破碎过的废弃塑料进行彻底清洗，去除表面的污物，自然风干精选后，制得精选塑料；S2：将步骤S1制得的精选塑料置于氮气或干冰的低温粉碎机中，在温度为-90--110℃下将塑料粉碎2-3h，过筛后得到80-100目的塑料细粒；S3：向步骤S2制得的塑料细粒中加入特定合成剂，升温至160-200℃，在转速为100-300r/min下搅拌熔解2-4h，然后冷却至室温，制得初级材料；S4：将步骤S3制得的初级材料在温度为-90--110℃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115-125℃，转速为95-115r/min下，经挤压造粒，制得新型打印用塑料材料；步骤S3中所述的特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：S31：将发生剂、偶联剂、相容剂、抗氧化剂混合升温至120-125℃，在转速为100-200r/min下反应70-80min，制得物料A；S32：向步骤S31制得的物料A中加入调节剂、聚凝剂混合后升温至150-155℃，在转速为300-400r/min下反应140-220min，制得物料B；S33：向步骤S32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60-120min，制得特定合成剂；步骤S4中所述的淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：S41：配制浓度为22-25Be’的木薯淀粉浆A；S42：向步骤S41中的木薯淀粉浆A加入浓度为浓度为1％-1.2％丁二酸二甲酯、过碳酰胺，然后在温度为35-38℃，搅拌转速为100-120r/min下进行交联接枝反应42-45min，制得浆料B；S43：向步骤S42的浆料B中加入氢氧化钠和环氧氯丙烷，然后在温度为34-36℃，搅拌转速为50-80r/min下进行交联反应0.4-0.6h，制得浆料C；S44：将步骤S43的浆料C输送至滚筒式干燥机中进行预糊化并在温度为135-145℃下干燥，制得含水量≤6％的物料D；S45：将步骤S44的物料D粉碎、过60-100目筛后风送至旋风式分离器进行收集，制得淀粉合成剂；所述的新型打印用塑料材料，包括以下质量配比的原料：废弃塑料：特定合成剂：淀粉合成剂＝5-9:1-2:2-3；所述特定合成剂以重量份为单位，包括以下原料：调节剂10-16份、发生剂10-16份、偶联剂8-14份、相容剂8-14份、增塑剂8-14份、抗氧化剂6-10份、聚凝剂4-8份、终止剂2-6份；所述调节剂为JINHASS；所述发生剂为气溶胶发生剂；所述偶联剂为戊二醛；所述相容剂为马来酸酐相容剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯；所述抗氧化剂为IrganoxE17；所述聚凝剂为聚丙烯酰胺；所述终止剂为对叔丁基邻苯二酚；所述淀粉合成剂以重量份为单位，包括以下原料：木薯淀粉100-180份、丁二酸二甲酯40-70份、过碳酰胺40-70份、氢氧化钠20-35份、环氧氯丙烷20-35份。优选地，所述的新型打印用塑料材料，包括以下质量配比的原料：废弃塑料：特定合成剂：淀粉合成剂＝5:1:2；所述特定合成剂以重量份为单位，包括以下原料：调节剂10份、发生剂10份、偶联剂8份、相容剂8份、增塑剂8份、抗氧化剂6份、聚凝剂4份、终止剂2份；所述淀粉合成剂以重量份为单位，包括以下原料：木薯淀粉100份、丁二酸二甲酯40份、过碳酰胺40份、氢氧化钠20份、环氧氯丙烷20份。本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术使用废弃塑料为原料，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，同时可以更加彻底的粉碎，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，利于特定合成剂和塑料得到充分和均匀的混合。(2)淀粉合成剂的加入增加了新型打印用塑料材料的弹性、粘性、韧性等，提高成型率，减少脆性、抗摔性。(3)新型打印用塑料材料形成成品后具有3D打印所需要的特定温度；产品不易变性，增加了弹性、韧性、冲击强度、拉伸强度等优点；消除在3D打印挤出头处于热熔状态下水溶状态而产生的成型困难，提高成型率；产品具有高温融化和常温凝固的双重功能。(4)把废弃塑料作为制备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。(5)采用邻苯二甲酸二乙酯作增塑剂，在塑料中降低分子间的引力，在塑料的成型中增加塑料的可塑性、柔韧性，使塑料具备打印时所需的特性。(6)选择戊二醛作为偶联剂，它可使淀粉和废弃塑料两种性能差异很大的材料界面偶联起来，增加了复合材料的黏结强度并提高了复合材料的性能，有利于制造出性能优异、满足需要的新型打印用塑料。(7)淀粉是一种多羟基的亲水天然高分子，其具有优异的降解性能，良好的增强作用；淀粉具有较多的反应活性，可再生且周期短，较低成本等优势。【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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型打印用塑料材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：使用硬塑料破碎机对废弃塑料进行初步粉碎，随后利用间歇式搅拌塑料清洗机将破碎过的废弃塑料进行彻底清洗，去除表面的污物，自然风干精选后，制得精选塑料；S2：将步骤S1制得的精选塑料置于氮气或干冰的低温粉碎机中，在温度为‑90‑‑110℃下将塑料粉碎2‑3h，过筛后得到80‑100目的塑料细粒；S3：向步骤S2制得的塑料细粒中加入特定合成剂，升温至160‑200℃，在转速为100‑300r/min下搅拌熔解2‑4h，然后冷却至室温，制得初级材料；S4：将步骤S3制得的初级材料在温度为‑90‑‑110℃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115‑125℃，转速为95‑115r/min下，经挤压造粒，制得新型打印用塑料材料；步骤S3中所述的特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：S31：将发生剂、偶联剂、相容剂、抗氧化剂混合升温至120‑125℃，在转速为100‑200r/min下反应70‑80min，制得物料A；S32：向步骤S31制得的物料A中加入调节剂、聚凝剂混合后升温至150‑155℃，在转速为300‑400r/min下反应140‑220min，制得物料B；S33：向步骤S32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60‑120min，制得特定合成剂；步骤S4中所述的淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：S41：配制浓度为22‑25Be’的木薯淀粉浆A；S42：向步骤S41中的木薯淀粉浆A加入浓度为浓度为1％‑1.2％丁二酸二甲酯、过碳酰胺，然后在温度为35‑38℃，搅拌转速为100‑120r/min下进行交联接枝反应42‑45min，制得浆料B；S43：向步骤S42的浆料B中加入氢氧化钠和环氧氯丙烷，然后在温度为34‑36℃，搅拌转速为50‑80r/min下进行交联反应0.4‑0.6h，制得浆料C；S44：将步骤S43的浆料C输送至滚筒式干燥机中进行预糊化并在温度为135‑145℃下干燥，制得含水量≤6％的物料D；S45：将步骤S44的物料D粉碎、过60‑100目筛后风送至旋风式分离器进行收集，制得淀粉合成剂；所述的新型打印用塑料材料，包括以下质量配比的原料：废弃塑料：特定合成剂：淀粉合成剂＝5‑9:1‑2:2‑3；所述特定合成剂以重量份为单位，包括以下原料：调节剂10‑16份、发生剂10‑16份、偶联剂8‑14份、相容剂8‑14份、增塑剂8‑14份、抗氧化剂6‑10份、聚凝剂4‑8份、终止剂2‑6份；所述调节剂为JINHASS；所述发生剂为气溶胶发生剂；所述偶联剂为戊二醛；所述相容剂为马来酸酐相容剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯；所述抗氧化剂为Irganox E17；所述聚凝剂为聚丙烯酰胺；所述终止剂为对叔丁基邻苯二酚；所述淀粉合成剂以重量份为单位，包括以下原料：木薯淀粉100‑180份、丁二酸二甲酯40‑70份、过碳酰胺40‑70份、氢氧化钠20‑35份、环氧氯丙烷20‑35份。...

【技术特征摘要】
1.一种新型打印用塑料材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：使用硬塑料破碎机对废弃塑料进行初步粉碎，随后利用间歇式搅拌塑料清洗机将破碎过的废弃塑料进行彻底清洗，去除表面的污物，自然风干精选后，制得精选塑料；S2：将步骤S1制得的精选塑料置于氮气或干冰的低温粉碎机中，在温度为-90--110℃下将塑料粉碎2-3h，过筛后得到80-100目的塑料细粒；S3：向步骤S2制得的塑料细粒中加入特定合成剂，升温至160-200℃，在转速为100-300r/min下搅拌熔解2-4h，然后冷却至室温，制得初级材料；S4：将步骤S3制得的初级材料在温度为-90--110℃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115-125℃，转速为95-115r/min下，经挤压造粒，制得新型打印用塑料材料；步骤S3中所述的特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：S31：将发生剂、偶联剂、相容剂、抗氧化剂混合升温至120-125℃，在转速为100-200r/min下反应70-80min，制得物料A；S32：向步骤S31制得的物料A中加入调节剂、聚凝剂混合后升温至150-155℃，在转速为300-400r/min下反应140-220min，制得物料B；S33：向步骤S32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60-120min，制得特定合成剂；步骤S4中所述的淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：S41：配制浓度为22-25Be’的木薯淀粉浆A；S42：向步骤S41中的木薯淀粉浆A加入浓度为浓度为1％-1.2％丁二酸二甲酯、过碳酰胺，然后在温度为35-38℃，搅拌转速为100-120r/min下进行交联...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃杨华，覃杨荣，
申请(专利权)人：广西筑梦三体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45