一种环保领域用高硬度耐磨3D打印材料制造技术

本发明专利技术公开了一种环保领域用高硬度耐磨3D打印材料，其原料包括改性聚乳酸、硅橡胶、三元乙丙橡胶、氢化丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚氟乙稀树脂、木质纤维粉、玻璃纤维、改性剑麻纤维、二氧化硅、碳化硅、纳米蒙脱土、单壁碳纳米管、富勒烯二硫化钨、纳米炭黑、硅烷偶联剂KH‑560、氯化石蜡、聚乙二醇、防老剂D、分散剂、增塑剂和促进剂。本发明专利技术的3D打印材料运用于环保领域，具有优异的硬度和耐磨性能。

3D printing material with high hardness and abrasion resistance in environmental protection field

The invention discloses a high hardness and wear resistant 3D printing materials in a field of environmental protection, the raw materials include modified polylactic acid, silicone rubber, EPDM rubber, three hydrogenated nitrile rubber, chlorosulfonated polyethylene, polyvinyl fluoride resin, PVC wood fiber powder, glass fiber, modified sisal fiber, silica, silicon carbide, nano montmorillonite, single wall carbon nanotubes, two tungsten sulfide, carbon black, silane coupling agent KH 560, chlorinated paraffin, polyethylene glycol, antioxidant D, dispersing agent, plasticizer and accelerator. The 3D printing material of the invention is applied to the field of environmental protection, and has excellent hardness and wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种环保领域用高硬度耐磨3D打印材料
本专利技术涉及3D打印材料的
，尤其涉及一种环保领域用高硬度耐磨3D打印材料。
技术介绍
3D打印技术又称增材制造技术或快速成型技术，最早起源于20世纪80年代，是一种由计算机辅助设计数据通过成型设备以材料逐层叠加的方式来实现实体制造的技术。3D打印技术是一种新兴的、很有发展前途的制造技术，实现了材料从减材制造到增材制造的重大改变，其材料的利用率在90％以上。与传统工业的减材制造相比，3D打印技术将生产制造从大型、复杂的传统工业制造过程中分离出来，改变了传统工业的制造理念、生产加工方式和管理模式，将撼动全球的制造业，被称为是“第三次工业革命”的技术代表。3D打印技术已被广泛应用于航天航空、汽车制造、教学研究、生物医学等领域。聚乳酸作为一种可生物降解材料,具有可再生性，其原材料乳酸来源广泛，可通过玉米、淀粉等农产品发酵获得，PLA强度高，生物相容性好。相比于熔融沉积成型工艺中常用的丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料，PLA材料环保、气味低，适合室内使用，同时较低的收缩率也使得在打印大尺寸模型时，即使不加热热床也不会发生翘边现象。但是聚乳酸也存在诸如韧性差、熔体强度低等缺点，导致成型困难。
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环保领域用高硬度耐磨3D打印材料，运用于环保领域，具有优异的硬度和耐磨性能。本专利技术提出的一种环保领域用高硬度耐磨3D打印材料，其原料按重量份包括：改性聚乳酸80-120份、硅橡胶15-25份、三元乙丙橡胶15-35份、氢化丁晴橡胶5-15份、氯磺化聚乙烯橡胶4-8份、聚氟乙稀树脂2-5份、木质纤维粉1-9份、玻璃纤维4-12份、改性剑麻纤维10-20份、二氧化硅2-6份、碳化硅2-8份、纳米蒙脱土4-6份、单壁碳纳米管2-5份、富勒烯二硫化钨1-4份、纳米炭黑3-5份、硅烷偶联剂KH-5603-6份、氯化石蜡1-5份、聚乙二醇2-5份、防老剂D1-4份、分散剂1-3份、增塑剂2-5份、促进剂3-9份。优选地，改性聚乳酸按如下工艺进行制备：将椰纤维于室温下浸入氢氧化钠溶液中，搅拌，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中干燥，冷却至室温得到物料a；然后向物料a中添加凹凸棒石混合均匀，研磨后过筛，然后加入聚乳酸混合均匀，在密炼机中搅拌，冷却是室温得到改性聚乳酸。优选地，改性聚乳酸按如下工艺进行制备：将椰纤维于室温下浸入氢氧化钠溶液中，于350-550r/min转速搅拌20-40min，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中于50-70℃干燥20-28h，至含水率为2-5％后冷却至室温得到物料a；然后向物料a中添加凹凸棒石混合均匀，研磨后过20-40目筛，然后加入聚乳酸混合均匀，在密炼机中于160-190℃，50-70r/min转速搅拌20-40min，冷却是室温得到改性聚乳酸。优选地，改性聚乳酸的制备工艺中，椰纤维、氢氧化钠溶液、凹凸棒石和聚乳酸的重量比为2-5：1-3：4-8：4-5。优选地，改性聚乳酸的制备工艺中，氢氧化钠溶液的质量分数为8-12％。优选地，改性剑麻纤维按如下工艺进行制备：将剑麻纤维、L-丙交酯单体和过硫酸钾混合均匀，升温至120-140℃，保温20-40min，于650-850r/min转速搅拌1-3h，冷却至室温得到改性剑麻纤维。优选地，改性剑麻纤维的制备工艺中，剑麻纤维、L-丙交酯单体和过硫酸钾的重量比为1-3：2-5：3-6。本专利技术的一种环保领域用高硬度耐磨3D打印材料，其原料包括改性聚乳酸、硅橡胶、三元乙丙橡胶、氢化丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚氟乙稀树脂、木质纤维粉、玻璃纤维、改性剑麻纤维、二氧化硅、碳化硅、纳米蒙脱土、单壁碳纳米管、富勒烯二硫化钨、纳米炭黑、硅烷偶联剂KH-560、氯化石蜡、聚乙二醇、防老剂D、分散剂、增塑剂和促进剂。改性聚乳酸通过将椰纤维于室温下浸入氢氧化钠溶液中，搅拌，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中干燥，冷却至室温得到物料a；然后向物料a中添加凹凸棒石混合均匀，研磨后过筛，然后加入聚乳酸混合均匀，在密炼机中搅拌，冷却是室温得到改性聚乳酸，通过对椰纤维进行碱化处理，接着通过加入凹凸棒石和聚乳酸进行共混，实现了对聚乳酸耐磨和韧性的提高，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打印材料的韧性、耐磨性和硬度。其中改性剑麻纤维通过将剑麻纤维、L-丙交酯单体和过硫酸钾混合均匀，升温，保温，搅拌，冷却至室温得到改性剑麻纤维，以过硫酸钾为引发剂，以L-丙交酯单体作为改性单体，以剑麻纤维作为基体料，共混改性后得到的改性剑麻纤维不仅具有优异的韧性，还具有优异的硬度和耐磨性能。本专利技术的3D打印材料运用于环保领域，具有优异的硬度和耐磨性能。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；硅橡胶的重量份可以为15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份；三元乙丙橡胶的重量份可以为15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份；氢化丁晴橡胶的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；氯磺化聚乙烯橡胶的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；聚氟乙稀树脂的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；木质纤维粉的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；玻璃纤维的重量份可以为4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份；改性剑麻纤维的重量份可以为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份；二氧化硅的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；碳化硅的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；纳米蒙脱土的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份；单壁碳纳米管的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；富勒烯二硫化钨的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；纳米炭黑的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；硅烷偶联剂KH-560的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；氯化石蜡的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；聚乙二醇的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；防老剂D的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；分散剂的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份；增塑剂的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；促进剂的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份。实施例1本专利技术提出的一种环保领域用高硬度耐磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保领域用高硬度耐磨3D打印材料，其特征在，其原料按重量份包括：改性聚乳酸80‑120份、硅橡胶15‑25份、三元乙丙橡胶15‑35份、氢化丁晴橡胶5‑15份、氯磺化聚乙烯橡胶4‑8份、聚氟乙稀树脂2‑5份、木质纤维粉1‑9份、玻璃纤维4‑12份、改性剑麻纤维10‑20份、二氧化硅2‑6份、碳化硅2‑8份、纳米蒙脱土4‑6份、单壁碳纳米管2‑5份、富勒烯二硫化钨1‑4份、纳米炭黑3‑5份、硅烷偶联剂KH‑560 3‑6份、氯化石蜡1‑5份、聚乙二醇2‑5份、防老剂D 1‑4份、分散剂1‑3份、增塑剂2‑5份、促进剂3‑9份。

【技术特征摘要】
1.一种环保领域用高硬度耐磨3D打印材料，其特征在，其原料按重量份包括：改性聚乳酸80-120份、硅橡胶15-25份、三元乙丙橡胶15-35份、氢化丁晴橡胶5-15份、氯磺化聚乙烯橡胶4-8份、聚氟乙稀树脂2-5份、木质纤维粉1-9份、玻璃纤维4-12份、改性剑麻纤维10-20份、二氧化硅2-6份、碳化硅2-8份、纳米蒙脱土4-6份、单壁碳纳米管2-5份、富勒烯二硫化钨1-4份、纳米炭黑3-5份、硅烷偶联剂KH-5603-6份、氯化石蜡1-5份、聚乙二醇2-5份、防老剂D1-4份、分散剂1-3份、增塑剂2-5份、促进剂3-9份。2.根据权利要求1所述的环保领域用高硬度耐磨3D打印材料，其特征在于，改性聚乳酸按如下工艺进行制备：将椰纤维于室温下浸入氢氧化钠溶液中，搅拌，经过蒸馏水冲洗至中性，真空干燥箱中干燥，冷却至室温得到物料a；然后向物料a中添加凹凸棒石混合均匀，研磨后过筛，然后加入聚乳酸混合均匀，在密炼机中搅拌，冷却是室温得到改性聚乳酸。3.根据权利要求1或2所述的环保领域用高硬度耐磨3D打印材料，其特征在于，改性聚乳酸按如下工艺进行制备：将椰纤维于室温下浸入氢氧化钠溶液中，于350-550r/min转速搅拌20-40min，经过蒸馏水冲...

【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