[发明专利]可降解3D打印材料及其制备方法

说明书

本公开提供了一种可降解3D打印材料，包括16‑20份木粉；10‑15份淀粉；68‑72份聚乳酸，10‑12份甘油。本公开还提供了上述材料的制备方法，包括木粉改性步骤、淀粉改性步骤及混合步骤；木粉微波辐射处理；淀粉和甘油在双螺杆挤压机内混合并挤出；将木粉、淀粉、聚乳酸及甘油在单螺杆挤出机内混合并挤出。本公开的优点在于，木粉和淀粉是非常低廉的天然可降解材料，适合与聚乳酸混合后作为3D打印材料使用，但是木粉、淀粉与聚乳酸的相容性都很差，单独木粉与聚乳酸的混合材料打印试件的力学性能较差，但掺入淀粉后，混合物的力学得到了一定程度的改善，成为一种价格低廉、性能优良的3D打印材料。

技术领域

本公开涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种可降解3D打印材料及其制备方法。

背景技术

近年来，3D打印技术及其材料迅猛发展，并在高端领域逐渐崭露头脚。3D打印首先利用CAD建模，实现由传统模具化向结构数字化的转变；再以物理逐层叠加的方式由数字化信息3D打印机打印成型。打印材料主要涉及金属、无机非金属和聚合物材料，其中关于聚合物材料的研究最为广泛，但大多聚合物材料属于石油基塑料，较难降解。

人们在积极寻找3D打印材料的替代材料，聚乳酸(PLA)是一种绿色且可完全生物降解的材料，其降解之后对环境无污染，并具有良好的生物相容性，因此被视为3D打印的最佳选择之一。但是聚乳酸的价格较高，这都限制了PLA在3D打印方面的应用。

为了降低聚乳酸材料的成本，人们开始在聚乳酸内掺入其他可降解物质，一些研究已经取得了初步成果，但仍然需要不断摸索。

因此，如何针对上述现有技术所存在的缺点进行研发改良，实为相关业界所需努力研发的目标，本公开设计人有鉴于此，乃思及创作的意念，遂以多年的经验加以设计，经多方探讨并试作样品试验，及多次修正改良，乃推出本公开。

公开内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本公开提供了一种可降解3D打印材料及其制备方法。

(二)技术方案

本公开提供了一种可降解3D打印材料，包括如下重量组分的：

在本公开的一些实施例中，所述甘油、木粉、淀粉及聚乳酸的质量比为5:8:7:35。

在本公开的一些实施例中，所述木粉目数为40-60目。

在本公开的一些实施例中，所述淀粉为玉米淀粉。

本公开还提出了一种上述可降解3D打印材料的制备方法，

在本公开的一些实施例中，包括如下步骤：

(1)木粉改性：木粉干燥后，在处理剂内浸润，浸润后的木粉微波辐射处理；

(2)淀粉改性：淀粉和甘油在双螺杆挤压机内混合并挤出；挤出后的淀粉、甘油混合物低温干燥后研磨粉碎；

(3)混合：将步骤(1)和(2)所得产物、聚乳酸及甘油在单螺杆挤出机内混合并挤出。

在本公开的一些实施例中，所述步骤(1)中，先将丙烯酰胺溶解于去离子水中，然后用得到的丙烯酰胺水溶液浸润木粉12h，放入微波炉内，微波炉调到375W，处理2min，重复3-4次。

在本公开的一些实施例中，所述步骤(2)中，所述双螺杆挤压机具有沿挤压机机身依次布置的五个加热区，其中，第五加热区位于模头附近；开启第三加热区和第五加热区，第三加热区的温度设定为125-135摄氏度，第五加热区温度设定为110-125摄氏度。

在本公开的一些实施例中，所述步骤(2)中甘油/淀粉质量比为2/5。