一种阻燃型3D打印木塑发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种阻燃型3D打印木塑发泡材料及其制备方法，属于3D打印材料技术领域。该发泡材料是由以下重量份的原料制成的：聚丙烯90‑110份，高密度聚乙烯20‑32份，椰壳粉40‑50份，发泡剂8‑12份，γ‑氯丙基三乙氧基硅烷4‑6份，阻燃剂15‑20份，阻燃增效剂3‑5份，润滑剂3‑5份，发泡助剂3‑5份，抗氧化剂1‑2份；所述阻燃剂为层状双金属氢氧化物，所述阻燃增效剂为重量比为3‑4:1的石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯。本发明专利技术制备得到的阻燃型木塑发泡材料可以用于3D打印中，具有打印顺畅，所得材料阻燃型好等优点。

A flame retardant 3D printing wood plastic foam material and its preparation method

The invention provides a flame retardant 3D printing wood plastic foam material and a preparation method, which belongs to the technical field of 3D printing material. The foam material is prepared from the following raw materials in weight portion: 90 PP 110 copies, 32 copies of 20 high density polyethylene, coconut shell powder 40 foaming agent 8 50 copies, 12 copies, gamma 3-chloropropyltriethoxysilane 4 6 copies, 20 copies of 15 flame retardant, flame retardant synergist agent 3 5 copies, 5 copies of the 3 lubricants, foaming agent 3 5 copies, 2 copies of 1 antioxidants; the flame retardant for layered double hydroxides, the flame retardant synergist to weight ratio of 3 4:1 graphene and isopropyl three (two Xin Jijiao phosphoric acid amide oxygen radical) titanate. The flame retardant wood plastic foam material prepared by the invention can be used in 3D printing, which has the advantages of smooth printing and good flame retardancy of the material.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃型3D打印木塑发泡材料及其制备方法
本专利技术涉及3D打印材料
，具体涉及一种阻燃型3D打印木塑发泡材料及其制备方法。
技术介绍
3D打印，即快速成型(RapidPrototype,RP)技术，是20世纪90年代迅速发展起来的一种先进制造技术，是服务于制造业新产品开发的一种关键技术。它对促进企业的产品创新、缩短新产品研发周期、提高产品竞争力等起着积极的推动作用。该技术自问世以来，逐渐在世界各国的制造业中得到了广泛的应用，并由此催生出一个新兴的
目前3D打印主要包括熔融沉积成型(FusedDepositionModeling，FDM)、选择性激光烧结成型(SelectiveLaserSintering，SLS)、光固化成型(stereolithographyapparatus，SLA)、分层实体成型(LaminatedObjectManufacturing，LOM)等技术，其中FDM发展最快，应用最多。熔融挤压堆积成型(FDM)技术是3D打印常用的一种技术，此技术利用热塑性聚合物在熔融状态下，从打印喷头挤出，然后凝固成轮廓薄层，再一层一层的叠加而成。目前，市场上该技术常用的聚合物材料为聚乳酸(PLA)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，尼龙(PA)，聚苯砜(PPSF)和聚碳酸酯(PC)等。FDM要求材料具有较低的冷凝收缩率、较陡的粘温曲线和较高的强度、刚度、热稳定性等。木塑复合材料是将木质纤维与塑料树脂进行共混复合得到的一种产物，能够将塑料与木质纤维材料的优点有机地结合在一起，既可以像木材一样进行表面胶合、油漆，也可进行钉、钻、刨等加工，又可像热塑性塑料一样挤出成型加工，充分发挥了木材的易加工性和塑料的加工方法多样性、灵活性，应用领域十分广泛，近年来在国内外得到较快发展。然而现有的木塑复合材料不能直接用于3D打印技术中，需要进行进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种阻燃型3D打印木塑发泡材料及其制备方法，本专利技术制备得到的阻燃型木塑发泡材料可以用于3D打印中，具有打印顺畅，所得材料阻燃型好等优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种阻燃型3D打印木塑发泡材料，是由以下重量份的原料制成的：聚丙烯90-110份，高密度聚乙烯20-32份，椰壳粉40-50份，发泡剂8-12份，γ-氯丙基三乙氧基硅烷4-6份，阻燃剂15-20份，阻燃增效剂3-5份，润滑剂3-5份，发泡助剂3-5份，抗氧化剂1-2份；所述阻燃剂为层状双金属氢氧化物，所述阻燃增效剂为重量比为3-4:1的石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯。优选地，所述发泡剂为对偶氮二甲酰胺；所述发泡助剂按重量份是由3-5份木薯淀粉、6-9份乙酰化单甘油脂肪酸酯、1-2份海藻酸钠硫酸酯组成。优选地，所述阻燃剂为镁铝层状双金属氢氧化物。优选地，抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚或硫代月桂酸酐；所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺。上述的阻燃型3D打印木塑发泡材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份准备好所有原料；(2)将阻燃剂与阻燃增效剂混合，采用搅拌机在200-300r/min的转速下搅拌30-60min，然后加热到40-50℃保温静置5-8小时，得阻燃原料A；(3)将发泡剂与发泡助剂混合，加入一定量的水使发泡剂与发泡助剂完全润湿，采用搅拌机在100-200r/min的转速下搅拌20-35min，然后用造粒机制成粒径为20-50目的粉粒，得发泡原料B；(4)将聚丙烯、高密度聚乙烯、椰壳粉在高速混合机中以1000-1200r/min的转速混合10-15min，然后加入润滑剂、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、抗氧化剂以300-400r/min的转速混合10-15min，再升温至80-95℃后加入所述阻燃原料A、发泡原料B，混匀后在双螺杆挤出机中挤出，控制双螺杆挤出机内温度在120℃-200℃之间，转速为200-600r/min，并通过切粒机造粒；最后通过单螺杆挤出机挤出拉丝，所得拉丝即为阻燃型3D打印木塑发泡材料，可用于3D打印发泡鞋底。该阻燃型3D打印木塑发泡材料在打印时，控制熔融温度为190-220℃，在此温度下保持10-20min后经打印机的喷嘴喷出，打印完成后，置于200±2℃的恒温烘箱中后发泡20-30min后，取出自然冷却即得所要打印的产品。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯的混合物作阻燃增效剂，通过与层状双金属氢氧化物高速搅拌进行分散后，再在一定温度下静置渗透处理，能够对层状双金属氢氧化物的阻燃起增效作用，提高阻燃的效果，并减少阻燃剂的用量。2、本专利技术中采用对偶氮二甲酰胺作为聚丙烯和高密度聚乙烯的发泡剂，由于静电等因素的影响，对偶氮二甲酰胺容易团聚，从而影响其在聚合物中的分散性，导致发泡不均匀，影响材料的强度和保温性能，通过添加由木薯淀粉、乙酰化单甘油脂肪酸酯、海藻酸钠硫酸酯组成的发泡助剂并制成混合微粒，再加入到聚合物中混合发泡，能够使材料表面结皮光滑，材料中泡孔分布均匀、泡孔大小均一，形成闭孔硬质结构；本专利技术还采用γ-氯丙基三乙氧基硅烷做偶联剂，乙烯基双硬脂酰胺作润滑剂，椰壳粉做增强材料，通过与高分子聚合物之间发生化学反应，改善各物料之间的界面作用，增强树脂之间的粘合强度；通过上述各原料之间的相互配合作用，。3、本专利技术通过将聚丙烯、高密度聚乙烯和椰壳粉结合开发出一种具有质轻、比强度好、阻燃、环保，表面光滑，有木质感，具有连续均匀分布发泡微孔的新型木塑发泡复合材料，能够用于3D打印家具板、地板、栅栏等。【具体实施方式】为了更清楚地表达本专利技术，以下通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。以下实施例中，聚丙烯中醋酸乙烯的含量为20％。实施例1一种阻燃型3D打印木塑发泡材料，是由以下重量份的原料制成的：聚丙烯90份，高密度聚乙烯20份，椰壳粉40份，发泡剂对偶氮二甲酰胺8份，γ-氯丙基三乙氧基硅烷4份，镁铝层状双金属氢氧化物15份，阻燃增效剂3份，乙烯基双硬脂酰胺3份，发泡助剂3份，2,6-二叔丁基对甲苯酚1份；其中，阻燃增效剂为重量比为3:1的石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯。发泡助剂按重量份是由3份木薯淀粉、6份乙酰化单甘油脂肪酸酯、1份海藻酸钠硫酸酯组成。上述的阻燃型3D打印木塑发泡材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份准备好所有原料；(2)将阻燃剂与阻燃增效剂混合，采用搅拌机在200r/min的转速下搅拌60min，然后加热到40℃保温静置8小时，得阻燃原料A；(3)将发泡剂与发泡助剂混合，加入一定量的水使发泡剂与发泡助剂完全润湿，采用搅拌机在100r/min的转速下搅拌35min，然后用造粒机制成粒径为20-50目的粉粒，得发泡原料B；(4)将聚丙烯、高密度聚乙烯、椰壳粉在高速混合机中以1000r/min的转速混合15min，然后加入润滑剂、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、抗氧化剂以300r/min的转速混合15min，然后升温至80℃后加入所述阻燃原料A、发泡原料B，混匀后在双螺杆挤出机中挤出，控制双螺杆挤出机内温度在120℃-200℃之间，且温度依次设定为：一区120-13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃型3D打印木塑发泡材料，其特征在于主要是由以下重量份的原料制成的：聚丙烯90‑110份，高密度聚乙烯20‑32份，椰壳粉40‑50份，发泡剂8‑12份，γ‑氯丙基三乙氧基硅烷4‑6份，阻燃剂15‑20份，阻燃增效剂3‑5份，润滑剂3‑5份，发泡助剂3‑5份，抗氧化剂1‑2份；所述阻燃剂为层状双金属氢氧化物，所述阻燃增效剂为重量比为3‑4:1的石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃型3D打印木塑发泡材料，其特征在于主要是由以下重量份的原料制成的：聚丙烯90-110份，高密度聚乙烯20-32份，椰壳粉40-50份，发泡剂8-12份，γ-氯丙基三乙氧基硅烷4-6份，阻燃剂15-20份，阻燃增效剂3-5份，润滑剂3-5份，发泡助剂3-5份，抗氧化剂1-2份；所述阻燃剂为层状双金属氢氧化物，所述阻燃增效剂为重量比为3-4:1的石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯。2.根据权利要求1所述的阻燃型3D打印木塑发泡材料，其特征在于：所述发泡剂为对偶氮二甲酰胺；所述发泡助剂按重量份是由3-5份木薯淀粉、6-9份乙酰化单甘油脂肪酸酯、1-2份海藻酸钠硫酸酯组成。3.根据权利要求1所述的阻燃型3D打印木塑发泡材料，其特征在于：所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺。4.根据权利要求1所述的阻燃型3D打印木塑发泡材料，其特征在于：所述阻燃剂为镁铝层状双金属氢氧化物。5.根据权利要求1所述的阻燃型3D打印木塑发泡材料，其特征在于：抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚或硫代月桂酸酐。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃晓捷，
申请(专利权)人：广西景康商贸有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45