一种3D打印用木质环保材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种3D打印用木质材料及其制备方法，其特征在于，该复合材料的组分及各组分的质量份数如下：左旋PLA 70‑80份；马来酸酐接枝聚合物 2‑4份；植物纤维粉10‑15份；硅烷偶联剂2‑6份；油脂类油脂润滑剂2‑6份；晶须2‑4份；白色母1‑3份。该材料低碳环保，碳足迹较低，可百分百循环回收再利用，具有仿木外观、打印时会产生天然植物纤维气味、尺寸稳定性好、不堵孔、不翘曲、加工条件要求低，且制品具有较好的物理机械性能以及耐酸碱、防虫蛀、抗紫外性能力强等耐候性。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印用木质环保材料及其制备方法
本专利技术涉及一种3D打印耗材，具体为3D打印用木质材料制备。
技术介绍
3D打印技术出现至今已有20多年历史，该技术基于离散堆积原理，是一种先进的增材制造技术。目前现有的3D打印耗材主要是单一的左旋PLA，ABS，PVA等材料，但以上材料均存在着自身的局限性，左旋PLA材料的成本较高、材料在55℃以上就容易变形，易堵塞设备喷嘴；ABS材料对温度和剪切速率较敏感，在加工过程中气味重、易变形且耐候性差；而PVA水溶性材料主要用于打印支撑型材料，用量少，且PVA分解时会产生有毒气体。而传统3D打印木质材料，存在着植物纤维粉末易碳化堵塞打印堵头、制品较脆等缺点。总之，目前市场上广泛使用的3D打印耗材具有价格高、能耗高、加工条件要求复杂苛刻、难成型、易断料等缺点。因此，需要寻找一种3D打印耗材，其不仅价格低廉，绿色低碳环保、尺寸稳定性好、强度高、具有加工过程中不堵孔、不断丝、无翘曲变形等优点，并且所生产的制品具有较好的物理机械性能和耐候性。
技术实现思路
针对上述现有技术所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种价格低廉，低碳环保，可百分百循环回收再利用，具有木材的天然亲近感、打印时会产生天然木质芳香气味、尺寸稳定性好、不堵孔、不翘曲、加工条件要求低，且制品具有较好的物理机械性能以及耐酸碱、防虫蛀、抗紫外性能力强等耐候性的3D打印耗材及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种用于3D打印用环保材料，其特征在于，该复合材料的组分及各组分的质量份数如下：左旋PLA70-80份；马来酸酐接枝聚合物2-4份；植物纤维粉10-15份；硅烷偶联剂2-6份；油脂类油脂润滑剂2-6份；晶须2-4份；白色母1-3份；作为专利技术优选的技术方案，左旋PLA为熔融指数2-9的聚乳酸；作为专利技术优选的技术方案，植物纤维粉末粒径为200-300目；作为专利技术优选的技术方案，相容剂为马来酸酐接枝左旋PLA相容剂；所述的偶联剂为硅烷偶联剂中的一种；所述的油脂润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物、硬脂酸、硬脂酸锌中的两种或多种的混合物；所述的增韧剂为聚(已二酸-丁二酸)丁二醇共聚酯。本专利技术还提供了一种用于3D打印用木质材料的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：1)将植物纤维粉末放入到微波干燥机内以70℃-80℃的温度干燥8小时以上，使其含水量降至1%以下；2)将干燥得到的植物纤维粉末、晶须、偶联剂加入到高速混合机中进行活化处理，充分混合5-8分钟，得到混合物；3)将步骤2中得到的混合物与左旋PLA、相容剂、油脂润滑剂、晶须、白色母加入到双锥式混合机中混合40分钟至分散均匀，得到预混料；4)将步骤3制得的预混料加入3D打印生产线挤出拉丝，控制丝材的直径为1.75mm。其中加料口到机头各区的机筒加热温度依次为：一区150℃-160℃、二区160℃-170℃、三区170℃-180℃、四区160℃-170℃；本专利技术的用于3D打印的生物基木质材料及其制备方法具有以下优点：1)组分中加入植物纤维粉末使得制品具有木材的特点，即具有木材的香味，可钉、可钻、可刨，可上漆；2)组分中加入植物纤维粉末，该原料来源广，易回收，易降解，因此成本低廉；且长径比大，可以显著提高产品的尺寸稳定性和力学性能；3)复合材料制备过程中，根据不同组分的物理性能，分两次选择不同的混合设备进行混合，有利于植物纤维粉末和无机物的表面活化，提高材料的界面相容性。具体实施方式实施例一按质量份数称取9份300目的植物纤维粉末，放入到微波干燥机内以70℃的温度干燥8小时，使其含水量降至1%；将干燥得到的9份植物纤维粉末；马来酸酐接枝聚合物1份；4份复合偶联剂加入到高速混合机中进行活化处理，充分混合10分钟，得到混合物；将上述混合物、熔融指数为5的左旋PLA、2份马来酸酐接枝左旋PLA相容剂、2份聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酸酞胺混合的油脂润滑剂、2份聚(已二酸一丁二酸)丁二醇共聚酯增韧剂加入到双锥式混合机中混合40分钟至分散均匀，得到预混料；将上述制得的预混料进行挤出拉丝，控制丝材的直径为1.75mm；其中加料口到机头各区的机筒加热温度依次为：一区150℃-160℃、二区160℃-170℃、三区170℃-180℃、四区160℃-170℃；所述丝材通过水槽冷却后进入卷线机收卷成成品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印用木质材料及其制备方法，其特征在于，该复合材料的组分及各组分的质量份数如下：左旋PLA 70‑80份；马来酸酐接枝聚合物 2‑4份；植物纤维粉10‑15份；硅烷偶联剂2‑6份；油脂类油脂润滑剂2‑6份；晶须2‑4份；白色母1‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印用木质材料及其制备方法，其特征在于，该复合材料的组分及各组分的质量份数如下：左旋PLA70-80份；马来酸酐接枝聚合物2-4份；植物纤维粉10-15份；硅烷偶联剂2-6份；油脂类油脂润滑剂2-6份；晶须2-4份；白色母1-3份。2.根据权利要求1所述的用于3D打印用木质材料，其特征在于：所述的左旋PLA为熔融指数2-9的聚乳酸。3.根据权利要求1所述的用于3D打印用木质材料，其特征在于：所述的植物纤维粉末粒径为200-300目。4.根据权利要求1所述的用于3D打印用木质材料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝左旋PLA相容剂；所述的偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂按比例混合；所述的油脂润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-烯酸共聚物、硬脂酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炳，刘刚，谢众，
申请(专利权)人：黑龙江鑫达企业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23