一种3D打印材料的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种3D打印材料的制备工艺，所述3D打印材料，以重量份为单位，包括以下原料：香蕉秆110‑176份、废弃塑料32‑40份、聚乳酸60‑75份、三聚磷酸钾35‑52份、石墨烯1‑2份、三乙醇胺皂0.4‑0.6份、复合剂A 4.2‑8.5份、复合剂B 3.5‑5.6份，所述3D打印材料是经过香蕉秆粉末制备、塑料细粒制备、充能、活化、混合、挤压制丝等步骤制成的。本发明专利技术制得的3D打印材料的拉伸强度和断裂伸长率较优，分别达到了62.73‑68.43MPa、50.16％‑52.50％；本发明专利技术可充分回收利用香蕉秆和废弃塑料，扩大了香蕉秆和废弃塑料的应用范围，提高了香蕉秆和废弃塑料的附加值。

Preparation process of 3D printing material

The invention discloses a preparation process of the 3D printing materials, 3D printing materials, the weight of a unit, and comprises the following raw materials: banana stalk 110 176 copies, 40 copies, 32 waste plastic polylactic acid 60 75 copies, 52 copies of 35 potassium tripolyphosphate, graphene 1 2 a 0.4, triethanolamine 0.6, compound 8.5, 4.2 A compoundedformulation B 3.5 5.6 copies of the 3D printing materials is the result of banana stalk powder preparation, plastic granule preparation, filling, activation, mixing, extrusion and other steps made of silk. The tensile strength and elongation of 3D printing material prepared by the invention is better, respectively 62.73, 50.16% and 52.50% 68.43MPa; the invention can fully recycle the banana stalk and waste plastic, to expand the scope of application of banana stalk and waste plastic, improve the added value of banana straw and waste plastic.

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印材料的制备工艺
本专利技术属于3D打印用材料制备
，具体涉及一种3D打印材料的制备工艺。
技术介绍
3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或香蕉秆等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件，该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。虽然3D打印技术有着上述的技术优势，但是从其它方面来说，又存在一定的劣势，重点体现在材料方面，可以说是一个非常大的短板，材料品种贫乏，价格昂贵，直接制约着整体发展。从技术角度而言，3D打印不是一项高深艰难的技术，它与普通打印的区别就在于打印材料。以色列的Object是掌握最多打印材料的公司，它已经可以使用14种基本材料并在此基础上混搭出107种材料，两种材料的混搭使用、上色也已经实现。但是，这些材料种类与日常使用材料相比，还相差甚远，不仅如此，这些材料的价格便宜的几百元一公斤，昂贵的要四万元左右。中国近二十年来由于煤、电、天然气的普及、各种工业制品的丰富，农村对香蕉秆的需求减少，香蕉秆的处理成为了一个严重的社会问题，很多地方农民仍然直接在地里燃烧香蕉秆，引发空气污染、火灾、飞机无法正常起降等后果。香蕉秆3D打印材料不仅生产成本低，还减少二氧化碳的排放量。对香蕉秆回收，解决农作物资源的浪费，将其转化为3D打印材料，扩大香蕉秆的应用范围，提高香蕉秆的附加值，具有重要的意义。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。石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
技术实现思路
本专利技术提供一种3D打印材料的制备工艺，以解决现有香蕉秆资源和废弃塑料浪费等问题。本专利技术可充分回收利用香蕉秆和废弃塑料，扩大了香蕉秆和废弃塑料的应用范围，提高了香蕉秆和废弃塑料的附加值。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种3D打印材料的制备工艺，包括以下步骤：S1：将选用的香蕉秆110-176份粉碎，过200-300目筛子，制得粉末，所述粉末在100-105℃下干燥2.2-3.5h，控制水分含量在1％以下，制得香蕉秆粉末；S2：使用硬塑料破碎机对废弃塑料32-40份进行初步粉碎，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；S3：将步骤S2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200-300目的塑料细粒；S4：将石墨烯1-2份在磁场强度为5000-6800GS，超声波功率为240-600W，温度为40-55℃，转速为200-300r/min下，搅拌16-40min，制得能量石墨烯；S5：向步骤S4制得的能量石墨烯中加入三乙醇胺皂0.4-0.6份改性，在温度为52-76℃，转速为60-150r/min下活化0.8-1.7h，制得活化石墨烯能量粉末；S6：向步骤S1制得的香蕉秆粉末中加入步骤S3制得的塑料细粒、步骤S5制得的活化石墨烯能量粉末、聚乳酸60-75份、三聚磷酸钾35-52份、复合剂A4.2-8.5份，升温至180-225℃，在转速为200-300r/min下搅拌2.8-4.3h，然后冷却至室温，制得3D打印初级材料；S7：将步骤S6制得的3D打印初级材料在温度为-92--115℃下粉碎，加入复合剂B3.5-5.6份混合均匀，将混合均匀混合物放入螺杆挤压成型机中，在温度为168-205℃，转速为100-115r/min下，经挤压丝条，制得3D打印材料。进一步地，步骤S6中所述的复合剂A，以重量份为单位，包括以下原料：ACR发泡调节剂6-10份、气溶胶发生剂4-6份、偶联剂kh-5503-5份、脂肪酸甘油酯2-4份、改性聚丙烯酸酯4.2-6份、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯2-4份、抗氧剂10103-5份、聚合氯化铝4-6份。进一步地，所述的复合剂A的制备方法，包括以下步骤：S61：将气溶胶发生剂、偶联剂kh-550、脂肪酸甘油酯、改性聚丙烯酸酯、抗氧剂1010混合升温至115-130℃，在转速为100-200r/min下反应65-84min，制得物料A；S62：向步骤S61制得的物料A中加入ACR发泡调节剂、聚合氯化铝混合后升温至140-160℃，在转速为300-400r/min下反应142-235min，制得物料B；S63：向步骤S62制得的物料B中加入邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯混合后降温至105-122℃，在转速为200-300r/min下反应60-136min，制得复合剂A。进一步地，步骤S7中所述的复合剂B，以重量份为单位，包括以下原料：木薯淀粉150-182份、亚磷酸二甲酯18-22份、N-乙基-5-甲基-2-(1-甲基乙基)环己甲酰胺6-10份、环氧溴丙烷7-10份、碳酰二胺1.8-4.2份、氢氧化钾1.6-3份、铝钛复合偶联剂0.7-0.9份、偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯0.2-0.3份、五氧化二钒0.3-0.5份、硬脂酸锉0.4-0.6份、聚二甲基硅氧烷0.4-0.7份、邻苯二甲酸二丁酯0.8-1.2份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物0.8-1份、改性松香树脂0.6-0.8份、硼酸0.5-0.7份、磷酸二氢铵0.2-0.4份；进一步地，所述的复合剂B的制备方法，包括以下步骤：S71：配制浓度为22-28Be’，pH值为3.2-3.7的木薯淀粉浆a；S72：向步骤S71制得的淀粉浆a中加入浓度为5.5％-7.8％的亚磷酸二甲酯、N-乙基-5-甲基-2-(1-甲基乙基)环己甲酰胺、铝钛复合偶联剂、五氧化二钒，然后在温度为42-59℃，搅拌转速为80-120r/min下进行交联接枝反应2.7-3.8h，制得浆料b；S73：向步骤S72制得的浆料b中加入氢氧化钾，调节pH值为9.2-9.6，接着加入环氧溴丙烷、碳酰二胺、偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯、邻苯二甲酸二丁酯、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、改性松香树脂、硼酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：将选用的香蕉秆110‑176份粉碎，过200‑300目筛子，制得粉末，所述粉末在100‑105℃下干燥2.2‑3.5h，控制水分含量在1％以下，制得香蕉秆粉末；S2：使用硬塑料破碎机对废弃塑料32‑40份进行初步粉碎，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；S3：将步骤S2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200‑300目的塑料细粒；S4：将石墨烯1‑2份在磁场强度为5000‑6800GS，超声波功率为240‑600W，温度为40‑55℃，转速为200‑300r/min下，搅拌16‑40min，制得能量石墨烯；S5：向步骤S4制得的能量石墨烯中加入三乙醇胺皂0.4‑0.6份改性，在温度为52‑76℃，转速为60‑150r/min下活化0.8‑1.7h，制得活化石墨烯能量粉末；S6：向步骤S1制得的香蕉秆粉末中加入步骤S3制得的塑料细粒、步骤S5制得的活化石墨烯能量粉末、聚乳酸60‑75份、三聚磷酸钾35‑52份、复合剂A4.2‑8.5份，升温至180‑225℃，在转速为200‑300r/min下搅拌2.8‑4.3h，然后冷却至室温，制得3D打印初级材料；S7：将步骤S6制得的3D打印初级材料在温度为‑92‑‑115℃下粉碎，加入复合剂B 3.5‑5.6份混合均匀，将混合均匀混合物放入螺杆挤压成型机中，在温度为168‑205℃，转速为100‑115r/min下，经挤压丝条，制得3D打印材料。...

【技术特征摘要】
1.一种3D打印材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：将选用的香蕉秆110-176份粉碎，过200-300目筛子，制得粉末，所述粉末在100-105℃下干燥2.2-3.5h，控制水分含量在1％以下，制得香蕉秆粉末；S2：使用硬塑料破碎机对废弃塑料32-40份进行初步粉碎，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；S3：将步骤S2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200-300目的塑料细粒；S4：将石墨烯1-2份在磁场强度为5000-6800GS，超声波功率为240-600W，温度为40-55℃，转速为200-300r/min下，搅拌16-40min，制得能量石墨烯；S5：向步骤S4制得的能量石墨烯中加入三乙醇胺皂0.4-0.6份改性，在温度为52-76℃，转速为60-150r/min下活化0.8-1.7h，制得活化石墨烯能量粉末；S6：向步骤S1制得的香蕉秆粉末中加入步骤S3制得的塑料细粒、步骤S5制得的活化石墨烯能量粉末、聚乳酸60-75份、三聚磷酸钾35-52份、复合剂A4.2-8.5份，升温至180-225℃，在转速为200-300r/min下搅拌2.8-4.3h，然后冷却至室温，制得3D打印初级材料；S7：将步骤S6制得的3D打印初级材料在温度为-92--115℃下粉碎，加入复合剂B3.5-5.6份混合均匀，将混合均匀混合物放入螺杆挤压成型机中，在温度为168-205℃，转速为100-115r/min下，经挤压丝条，制得3D打印材料。2.根据权利要求1所述的3D打印材料的制备工艺，其特征在于，步骤S6中所述的复合剂A，以重量份为单位，包括以下原料：ACR发泡调节剂6-10份、气溶胶发生剂4-6份、偶联剂kh-5503-5份、脂肪酸甘油酯2-4份、改性聚丙烯酸酯4.2-6份、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯2-4份、抗氧剂10103-5份、聚合氯化铝4-6份。3.根据权利要求2所述的3D打印材料的制备工艺，其特征在于，所述的复合剂A的制备方法，包括以下步骤：S61：将气溶胶发生剂、偶联剂kh-550、脂肪酸甘油酯、改性聚丙烯酸酯、抗氧剂1010混合升温至115-130℃，在转速为100-200r/min下反应65-8...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟镇鸿，
申请(专利权)人：广西丰达三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45