[发明专利]一种用于多功能仿鲨鱼复合减阻结构3D打印的线材

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于多功能仿生功能结构直接3D打印的线材，更特别地说，是指一种用于多功能仿鲨鱼复合减阻结构3D打印的线材，属于3D打印材料技术领域。

背景技术

近年来随着3D打印技术的进步，目前已能够实现满足一定功能的结构或材料的直接制造。例如，申请号为201410325552.X的中国专利公开了一种基于3D打印技术的高吸附性粉末材料成型工艺，以一定粒度的电气石或硅藻土粉末为原材料，采用粉末3D打印和低温烧结工艺实现具有复杂结构的高吸附性制品的快速制造；专利号为201510322782.5的中国专利公开了一种3D 打印材料及制备方法和使用方法及应用，将生物质和硅藻土颗粒等作为打印材料，以实现育种杯或建筑浇筑模壳的3D打印；专利号为201510309267.3的中国专利公开了一种绿色环保3D打印线材及其制备方法，将麻茎颗粒、灌木树枝颗粒等用于打印线材的制作，实现了制成品的可降解、对环境无污染等功能。

多功能仿生功能结构在航空、航天、航海等国防及民用领域具有广阔的应用前景。而多功能仿生功能结构的制造由于涉及机械、生物、材料、化学等的深度交叉与融合，一直是各国的研究热点和难点。以具有减阻、抑藻、抑贝、伪装等多种功能的仿鲨鱼复合减阻结构为例，其总体结构要求是：（1）结构表层要成形出沟槽状的仿鲨鱼鳞片微形貌，以具备形貌减阻功能；（2）结构内部及表层要成形出多孔性的仿鲨鱼缓释微结构，且结构内部要容留具有减阻功效的减阻剂源，以借助微孔结构向水介质缓释减阻剂；（3）结构内部要容留具有抑藻、抑贝功效的化学制剂源，以借助微孔结构向水介质缓释抑藻、抑贝剂，可以防止水体中的藻类、贝类在结构体表面产生附着危害；（4）结构体在外观上要能模仿活体鲨鱼的自然体色，以用于载体的伪装和保护。

由此可见，多成分、多功能、微尺度、复杂精密仿生结构体的直接打印成形对3D打印材料尤其是线材技术提出了更高要求。目前，开发一种更适用于具有减阻、抑藻、抑贝、伪装等多种功能的仿鲨鱼复合减阻结构直接3D打印的线材，将有助于推动多功能仿生功能器件精密制造技术的发展。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于多功能仿鲨鱼复合减阻结构3D打印的线材，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种用于多功能仿鲨鱼复合减阻结构3D打印的线材按重量份数由60份～80份预处理后高纯硅藻土、20份～30份聚乳酸、5份～10份抑贝防污剂、1份～2.5份抗氧化剂、2份～3.5份增塑剂、1份～1.5份染料和3份～4.5份其他助剂制备而成。

所述预处理后高纯硅藻土其活体所属藻类为中心硅藻纲中的线性圆筛藻、中心圆筛藻、辐射圆筛藻中的一种或其中几种的混合物；所述预处理后高纯硅藻土的颗粒粒径为5μm～15μm。

所述预处理后高纯硅藻土为先后浸泡于减阻剂和抑藻剂饱和溶液各不少于24h后制成的含水量小于5%的干制品；所述抑藻剂为苯扎氯铵、苯扎溴铵中的一种或两种的混合物；所述减阻剂为聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、瓜尔胶中的一种或其中几种的混合物。

所述抑贝防污剂为氧化亚铜、辣椒素中的一种或两种的混合物，其颗粒粒径不大于1μm～2μm。

所述抗氧化剂为茶多酚、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯中的一种或其中几种的混合物，其颗粒粒径不大于1μm～2μm。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二己酯中的一种或其中几种的混合物。

所述染料为分散染料，其颗粒粒径不大于1μm。

所述其他助剂为偶联剂、增韧剂、润滑剂和阻燃剂中的一种或其中几种的混合物；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铬络合物偶联剂；所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、KH-580、KH-590、KH-902、KH-903或KH792中的一种；所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；所述润滑剂为硅酸脂或磷酸酯；所述阻燃剂为氮系阻燃剂；所述氮系阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐。