一种农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料制造技术

本发明专利技术公开了一种农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料，其原料包括改性聚乳酸、酚醛树脂、丁腈橡胶、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸接枝马来酸酐、马来酸酐接枝乙烯‑醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶、改性竹粉、纳米氢氧化铝、纳米二氧化硅、硼酸锌、纳米碳酸钙粉、纳米氮化硼、硬脂酸钙、三氟丙基甲基硅油、硅烷偶联剂KH‑570、氯化石蜡、对苯二甲酸、乙二醇、环已烷、硫黄、增塑剂和抗氧剂。本发明专利技术的3D打印材料具有优异的韧性和硬度。

A 3D printing material with excellent toughness and hardness in agriculture

The present invention discloses a kind of agriculture has excellent toughness and hardness of 3D printing materials, its raw materials including modified polylactic acid, phenolic resin, butadiene rubber, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene acrylic acid grafted maleic anhydride, maleic anhydride grafted ethylene vinyl acetate copolymer, three EPDM, modified bamboo powder the nano, nano silica, aluminum hydroxide, zinc borate, nano calcium carbonate powder, boron nitride, calcium stearate, methyl silicone oil, three fluorine silane coupling agent KH 570, chlorinated paraffin, terephthalic acid, ethylene glycol, cyclohexane, sulfur, plasticizer and antioxidant. The 3D printing material of the present invention has excellent toughness and hardness.

【技术实现步骤摘要】
一种农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料
本专利技术涉及3D打印材料的
，尤其涉及一种农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料。
技术介绍
三维打印技术是本世纪初迅速发展的一项新兴制造技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。该技术是材料快速成型技术的一种，也被称作增材制造。3D打印技术可概括为：将通过软件设计或仪器扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多层剖面，然后用3D打印机打印出一层一层的材料，并按原来的位置堆砌在一起，形成一个3D实体。3D打印技术已广泛应用于产品原型、模具制造、艺术创作、珠宝制作、生物工程与医药、建筑、服装等诸多领域。虽然3D打印技术取得了令人瞩目的发展，但仍面临一些棘手挑战，特别是能大规模应用于3D打印技术的材料有待进一步研发。聚乳酸是3D打印技术采用较多的一种材料，它是一种可完全生物降解、对环境友好的脂肪族聚酯类高分子材料，具有良好的化学惰性和生物相容性，极易于加工，且其制品废弃后能在微生物、酸碱等自然条件下完全分解成对环境无毒无害的二氧化碳和水。但是单纯的聚乳酸的力学性能无法满足使用时的需求，且应用于打印材料的聚乳酸需要对其进行强化改性，故此亟需设计一种农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料来解决现有技术中的问题。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料，具有优异的韧性和硬度。本专利技术提出的一种农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料，其原料按重量份包括：改性聚乳酸80-120份、酚醛树脂4-8份、丁腈橡胶2-8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3-9份、乙烯丙烯酸接枝马来酸酐1-5份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物2-8份、三元乙丙橡胶1-4份、改性竹粉5-15份、纳米氢氧化铝1-5份、纳米二氧化硅2-4份、硼酸锌1-5份、纳米碳酸钙粉2-5份、纳米氮化硼2-8份、硬脂酸钙2-6份、三氟丙基甲基硅油2-8份、硅烷偶联剂KH-5702-5份、氯化石蜡1-4份、对苯二甲酸3-5份、乙二醇4-8份、环已烷1-5份、硫黄1-5份、增塑剂3-5份、抗氧剂4-9份。优选地，改性聚乳酸的原料按重量份包括：十二烷基硫酸钠5-15份、蒸馏水20-30份、季戊四醇三丙酸甲酯2-5份、丙烯酸丁酯3-6份、甲基丙烯酸甲酯1-4份、甲基丙烯酸甲酯3-5份、过硫酸钾1-4份、埃洛石3-6份、碳纤维2-8份、纳米二氧化硅4-8份、硅烷偶联剂KH-5702-6份、硫酸镁1-5份、聚乳酸3-9份。优选地，改性聚乳酸按如下工艺进行制备：将十二烷基硫酸钠和蒸馏水混合均匀，于650-850r/min转速搅拌20-40min，升温至60-70℃，保温10-30min，接着通入氮气，加入季戊四醇三丙酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和过硫酸钾混合均匀，升温至70-90℃，保温30-50min，然后于1050-1350r/min转速搅拌10-20min，接着加入埃洛石、碳纤维、纳米二氧化硅和硅烷偶联剂KH-570混合均匀，升温至80-90℃，保温10-20min，于650-850r/min转速搅拌20-40min，冷却至室温后加入硫酸镁混合均匀，升温至60-70℃，保温0.5-1.5h，于450-550r/min转速搅拌1-3h，接着加入聚乳酸混合均匀，于60-80℃干燥8-12h，然后加入双螺杆挤出机于160-190℃挤出后造粒，冷却至室温得到改性聚乳酸。优选地，改性竹粉按如下工艺进行制备：将竹粉过筛，然后浸入氢氧化钠溶液中，升温，保温，继续升温，干燥，冷却至室温后浸入次氯酸钠溶液中漂白，然后加入乙酸混合均匀，升温，保温，水洗至中性，干燥至恒重，冷却至室温得到改性竹粉。优选地，改性竹粉按如下工艺进行制备：将竹粉过90-120目筛，然后浸入氢氧化钠溶液中，升温至70-90℃，保温20-40min，继续升温至100-110℃，干燥20-40min，冷却至室温后浸入次氯酸钠溶液中漂白10-20min，然后加入乙酸混合均匀，升温至40-50℃，保温22-26h，水洗至中性，于100-110℃干燥至恒重，冷却至室温得到改性竹粉。优选地，改性竹粉的制备工艺中，氢氧化钠溶液的质量分数为3-5％；次氯酸钠溶液的质量分数为14-16％。优选地，改性竹粉的制备工艺中，竹粉、氢氧化钠溶液、次氯酸钠溶液和乙酸的重量比为5-15：1-4：2-5：3-5。本专利技术的一种农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料，其原料包括改性聚乳酸、酚醛树脂、丁腈橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸接枝马来酸酐、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶、改性竹粉、纳米氢氧化铝、纳米二氧化硅、硼酸锌、纳米碳酸钙粉、纳米氮化硼、硬脂酸钙、三氟丙基甲基硅油、硅烷偶联剂KH-570、氯化石蜡、对苯二甲酸、乙二醇、环已烷、硫黄、增塑剂和抗氧剂。其中，改性聚乳酸通过将十二烷基硫酸钠和蒸馏水混合均匀，搅拌，升温，保温，接着通入氮气，加入季戊四醇三丙酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和过硫酸钾混合均匀，升温，保温，搅拌，接着加入埃洛石、碳纤维、纳米二氧化硅和硅烷偶联剂KH-570混合均匀，升温，保温，搅拌，冷却至室温后加入硫酸镁混合均匀，升温，保温，搅拌，接着加入聚乳酸混合均匀，干燥，然后加入双螺杆挤出机挤出后造粒，冷却至室温得到改性聚乳酸，以以季戊四醇三丙酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯为基料，通过十二烷基硫酸钠为乳化剂，以过硫酸钾为引发剂，以埃洛石、碳纤维和纳米二氧化硅为改性填料，以硅烷偶联剂KH-570为接枝改性剂，通过改性得到的改性聚乳酸运用到本专利技术的3D打印材料中，有效提高了本专利技术3D打印材料的硬度和韧性。其中，改性竹粉按如下工艺进行制备：将竹粉过筛，然后浸入氢氧化钠溶液中，升温，保温，继续升温，干燥，冷却至室温后浸入次氯酸钠溶液中漂白，然后加入乙酸混合均匀，升温，保温，水洗至中性，干燥至恒重，冷却至室温得到改性竹粉，对竹粉进行碱化处理，然后经过次氯酸钠漂泊，接着进行乙酸酸化，得到的改性竹粉运用到本专利技术的3D材料中，并在硅烷偶联剂KH-570的作用下，与纳米氢氧化铝、纳米二氧化硅、硼酸锌、纳米碳酸钙粉、纳米氮化硼和硬脂酸钙配合，并与主料中改性聚乳酸、酚醛树脂、丁腈橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸接枝马来酸酐、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物和三元乙丙橡胶的配合，赋予了本专利技术3D打印材料具有优异的韧性和硬度。本专利技术的3D打印材料具有优异的韧性和硬度。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本专利技术，而不是用于对本专利技术进行限定，任何在本专利技术基础上所做的修改、等同替换等均在本专利技术的保护范围内。具体实施方式中，改性聚乳酸的重量份可以为80份、85份、90份、95份、100份、105份、110份、115份、120份；酚醛树脂的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；丁腈橡胶的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；乙烯丙烯酸接枝马来酸酐的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性聚乳酸80‑120份、酚醛树脂4‑8份、丁腈橡胶2‑8份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物3‑9份、乙烯丙烯酸接枝马来酸酐1‑5份、马来酸酐接枝乙烯‑醋酸乙烯共聚物2‑8份、三元乙丙橡胶1‑4份、改性竹粉5‑15份、纳米氢氧化铝1‑5份、纳米二氧化硅2‑4份、硼酸锌1‑5份、纳米碳酸钙粉2‑5份、纳米氮化硼2‑8份、硬脂酸钙2‑6份、三氟丙基甲基硅油2‑8份、硅烷偶联剂KH‑570 2‑5份、氯化石蜡1‑4份、对苯二甲酸3‑5份、乙二醇4‑8份、环已烷1‑5份、硫黄1‑5份、增塑剂3‑5份、抗氧剂4‑9份。

【技术特征摘要】
1.一种农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性聚乳酸80-120份、酚醛树脂4-8份、丁腈橡胶2-8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3-9份、乙烯丙烯酸接枝马来酸酐1-5份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物2-8份、三元乙丙橡胶1-4份、改性竹粉5-15份、纳米氢氧化铝1-5份、纳米二氧化硅2-4份、硼酸锌1-5份、纳米碳酸钙粉2-5份、纳米氮化硼2-8份、硬脂酸钙2-6份、三氟丙基甲基硅油2-8份、硅烷偶联剂KH-5702-5份、氯化石蜡1-4份、对苯二甲酸3-5份、乙二醇4-8份、环已烷1-5份、硫黄1-5份、增塑剂3-5份、抗氧剂4-9份。2.根据权利要求1所述的农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料，其特征在于，改性聚乳酸的原料按重量份包括：十二烷基硫酸钠5-15份、蒸馏水20-30份、季戊四醇三丙酸甲酯2-5份、丙烯酸丁酯3-6份、甲基丙烯酸甲酯1-4份、甲基丙烯酸甲酯3-5份、过硫酸钾1-4份、埃洛石3-6份、碳纤维2-8份、纳米二氧化硅4-8份、硅烷偶联剂KH-5702-6份、硫酸镁1-5份、聚乳酸3-9份。3.根据权利要求1或2所述的农业用具有优异韧性和硬度的3D打印材料，其特征在于，改性聚乳酸按如下工艺进行制备：将十二烷基硫酸钠和蒸馏水混合均匀，于650-850r/min转速搅拌20-40min，升温至60-70℃，保温10-30min，接着通入氮气，加入季戊四醇三丙酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和过硫酸钾混合均匀，升温至70-90℃，保温30-50min，然后于1050-1350r/min转速搅拌10-20min，接着加入埃洛石、碳纤维、纳米二氧化硅和硅烷偶联剂KH...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕月林，
申请(专利权)人：合肥斯科尔智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34