本发明专利技术公开了一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料、制备方法及其应用，其以下各组分按重量份数计组成：高分子聚合物40～97份、香料剂0.2～55份、抗菌剂0.1～5份、增塑添加剂0.2～5份、无机添加料0.5～10份、扩散剂0.5～5份、抗氧化剂0.05～1份、颜料粉末0～1份。本发明专利技术的3D打印复合材料具有多种香味类型的香味，有效地将塑料原有的气味覆盖或者淡化，还具有良好的抗菌性能和力学性能，丰富了3D打印技术领域中材料的种类和制造工艺。此外，本发明专利技术的3D打印复合材料无毒无害，废弃材料可自然生物降解，也可回收利用，相对经济成本较低。
【技术实现步骤摘要】
具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料、制备方法及其应用
本专利技术属于新材料、高分子材料新型加工
，具体涉及一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料、制备方法及其应用。
技术介绍
3D打印技术是目前正逐渐发展起来的一种快速成型制造技术，这是一种精准且凸显个性化的快速成形技术，具有个性化程度高、成型体积小、成本低、污染低、使用方便等优点。其基本原理主要是以高分子材料为基材，采用熔融沉积成型技术，通过逐层打印堆积方式完成对物体模型的构造和形成。目前，市场上使用较多较为广泛的主要为聚乳酸(PLA)、聚丙烯腈-聚丁二烯-聚苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚氨酯(TPU)、木纤维线材(WOOD)等普通的塑料，也有部分工程塑料如聚碳酸酯(PC)、尼龙(PA)等。在生产加工和配方设计过程中主要是对材料颜色的研究。也有部分材料进行功能化，如自清洁、导电、温变色、夜光等等，但是对材料进行增加香味型的设计很少，对3D打印材料进行香味型设计的研究极少。中国专利申请201611242247.X公开了一种香味型聚丙烯复合材料及其制备方法，按重量百分数计包括：聚丙烯48～97.9％，弹性体2～20％，滑石粉0～30％，香味剂0.001～0.005％，抗氧剂0.1～2％。其采用香味剂来弱化聚丙烯材料本身带有的塑料或加工焦糊的难闻气味，且最终得到的是双螺杆切粒的粒子，但并没有披露单螺杆生产拉条的方法，也没有描述可能在3D打印
上的应用。中国专利申请201611217061.9公开了一种香味型、可自修复挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法，复合材料按重量百分数计包括：聚丙烯43～96.9％，弹性体2～20％，滑石粉0～30％，含氟聚合物组合物1～5％，香味剂0.001～0.005％，抗氧剂0.1～2％。其仍然只是采用香味剂来弱化聚丙烯材料本身带有的塑料或加工焦糊的难闻气味，且最终得到的是双螺杆切粒的粒子，但并没有披露单螺杆生产拉条的方法，也没有描述可能在3D打印
上的应用。中国专利申请201210198075.6公开了一种香味型尼龙复合材料的制备方法，主要叙述了在一种尼龙材料中添加粉末香精来避免尼龙加工现场环境和燃烧时散发出的难闻的怪味，香精的添加量在0.01-0.06重量份之间，而且并没有叙述在3D打印
上的应用。因此，现有技术虽然对材料进行增加香味型的设计开展了极少研究，但存在香味型复合材料的相容性较差等问题，并且具有不同功能的产品类别及产品形式有限，其具体的制备方法报道较少、产业化方法存在困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料、线材制备方法以及其在3D打印领域的应用。为实现以上目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料，由以下按重量份数计的组分组成：在一个优选的实施方案中，所述的具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料，由以下按重量份数计的组分组成：在一个优选的实施方案中，所述的高分子聚合物为聚己内酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚氨酯中的一种或几种。优选地，所述的聚己内酯的相对分子量为40000以上；所述的聚己二酸对苯二甲酸丁二酯的相对分子量为40000以上；所述的聚丁二酸丁二醇酯的相对分子量为40000以上；所述的聚氨酯的相对分子量为50000以上。在一个优选的实施方案中，所述的香料剂为固体香料剂、液体香料剂中的一种或两种混合。优选地，所述的固体香料剂的主要成分为花浆提取物、水果提取物、植物提取物中的一种或几种；所述的液体香料剂的主要成分为花浆提取物、水果提取物、植物提取物中的一种或几种。更优选地，所述的固体香料剂或液体香料剂的主要香味类型为玫瑰花香香味型、茉莉花香香味型、百合花香香味型、九里香香味型、桂花香香味型、薰衣草香香味型、柠檬味香香味型、草莓味香香味型、绿茶味香香味型、薄荷味香香味型、檀香香味型中的一种或几种。在一个优选的实施方案中，所述的抗菌剂为纳米氧化锌微粒子、纳米二氧化钛微粒子、纳米银微粒子中的一种或几种。在一个优选的实施方案中，所述的增塑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺、松香中的一种或几种。在一个优选的实施方案中，所述的无机添加料为疏水性二氧化硅、钛白粉、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。优选地，所述的疏水性二氧化硅的粒径为300目或以上；所述的钛白粉的粒径为500目或以上；所述的碳酸钙的粒径为500目或以上；所述的滑石粉的粒径为500目或以上。在一个优选的实施方案中，所述的扩散剂为扩散油、聚乙烯微蜡粉中的一种或两种混合。优选地，所述的扩散油为硅油；所述的聚乙烯微蜡粉的粒径为20目或以上。更优选地，所述的硅油为甲基硅油、氨基硅油、羟基硅油中的一种或几种。在一个优选的实施方案中，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种混合。在一个优选的实施方案中，所述颜料粉末为有机颜料和无机颜料中的一种或两种混合。本专利技术的另一方面，提供了一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)物料混合：a)首先将一定重量份数计的抗氧化剂、香料剂和无机添加料加入到高速混合机进行预混合并混合均匀，并得到香味料预混合料；b)再将一定重量份数计的高分子聚合物、扩散剂加入到高速混合机中预混合均匀，并得到高分子聚合物扩散剂混合物；c)再将一定重量份数计的抗菌剂、增塑添加剂加入到高速混合机中与步骤b)得到的高分子聚合物扩散剂混合物进行再次预混合，并得到高分子聚合物预混合料；d)然后将步骤a)得到的香味料预混合料和步骤c)得到的高分子聚合物预混合料进行均匀的混合，再将一定重量份数计的颜料粉末加入到高速混合机中再混合，最终得到均匀的混合物料；或将步骤a)得到的香味料预混合料和步骤c)得到的高分子聚合物预混合料进行均匀的混合、造粒后，再将一定重量份数计的颜料粉末和造粒好的干燥粒子加入到高速混合机中再混合，最终得到均匀的混合物料；(2)双螺杆造复合切粒料或造复合母粒料：将步骤(1)中最终得到的均匀的混合物料加入到双螺杆挤出机中进行熔融混合挤出，再经过冷却和切粒，得到复合切粒料或复合母粒料；再将得到的复合切粒料或复合母粒料干燥，得到干燥的复合切粒料或干燥的复合母粒料；3)单螺杆挤出拉条：将步骤(2)中得到的干燥的复合切粒料加入到单螺杆挤出机中熔融挤出，再经过拉条、冷却、干燥、线条直径调节、线条收卷，最终得到一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料线材；或将一定重量份数计的高分子聚合物、颜料粉末和步骤(2)中得到的干燥的复合母粒料加入到高速混合机中混合均匀，再将混合均匀的物料加入到单螺杆挤出机中熔融挤出，再经过拉条、冷却、干燥、线条直径调节、线条收卷，最终得到一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料线材。在一个优选的实施方案中，所述步骤(1)和步骤(3)中所述的高速混合机的混合/预混合速度为200-5000r/min，混合/预混合时间为0.5-3min，混合/预混合温度为15-80℃。在一个优选的实施方案中，所述步骤(2)中双螺杆挤出机的温度设置为：一区50-170℃、二区55-175℃、三区60-175℃、四区60-180℃、五区60-180℃、机头区60-180℃、熔体温度60-180℃，双螺杆转速为8本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料，其特征在于：由以下按重量份数计的组分组成：
【技术特征摘要】
1.一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料，其特征在于：由以下按重量份数计的组分组成：2.根据权利要求1所述的一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料，其特征在于，所述的高分子聚合物为聚己内酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚氨酯中的一种或几种；所述的香料剂为固体香料剂、液体香料剂中的一种或两种混合；所述的抗菌剂为纳米氧化锌微粒子、纳米二氧化钛微粒子、纳米银微粒子中的一种或几种；所述的增塑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺、松香中的一种或几种；所述的无机添加料为疏水性二氧化硅、钛白粉、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种；所述的扩散剂为扩散油、聚乙烯微蜡粉中的一种或两种混合；所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种混合；所述颜料粉末为有机颜料和无机颜料中的一种或两种混合。3.根据权利要求2中所述的一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料，其特征在于：所述的聚己内酯的相对分子量为40000以上；所述的聚己二酸对苯二甲酸丁二酯的相对分子量为40000以上；所述的聚丁二酸丁二醇酯的相对分子量为40000以上；所述的聚氨酯的相对分子量为50000以上。4.根据权利要求2中所述的一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料，其特征在于：所述的固体香料剂的主要成分为花浆提取物、水果提取物、植物提取物中的一种或几种；所述的液体香料剂的主要成分为花浆提取物、水果提取物、植物提取物中的一种或几种。5.根据权利要求2中所述的一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料，其特征在于：所述的疏水性二氧化硅的粒径为300目或以上；所述的钛白粉的粒径为500目或以上；所述的碳酸钙的粒径为500目或以上；所述的滑石粉的粒径为500目或以上；所述的扩散油为硅油；所述的聚乙烯微蜡粉的粒径为20目或以上。6.根据权利要求4中所述的一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料，其特征在于：所述的固体香料剂或液体香料剂的主要香味类型为玫瑰花香香味型、茉莉花香香味型、百合花香香味型、九里香香味型、桂花香香味型、薰衣草香香味型、柠檬味香香味型、草莓味香香味型、绿茶味香香味型、薄荷味香香味型、檀香香味型中的一种或几种。7.根据权利要求5中所述的一种具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料，其特征在于：所述的硅油为甲基硅油、氨基硅油、羟基硅油中的一种或几种。8.权利要求1-7任一项所述的具有香味和抗菌性能的3D打印复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)物料混合：a)首先将一定重量份数计的抗氧化剂、香料剂和无机添加料加入到高速混合机进行预混合并混合均匀，并得到香味料预混合料；b)再将一定...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂健良，谷文亮，
申请(专利权)人：广州飞胜高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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