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一種高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料的制作方法

文檔序號:11124996閱讀:455來源:國知局

本發(fā)明屬于3D打印用材料制備技術領域,具體涉及一種高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料。



背景技術:

3D打印,即快速成型技術的一種,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或農作物秸稈等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數(shù)字技術材料打印機來實現(xiàn)的,常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,已經(jīng)有使用這種技術打印而成的零部件,該技術在珠寶、鞋類、工業(yè)設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車、航空航天、牙科和醫(yī)療產業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。雖然3D打印技術有著上述的技術優(yōu)勢,但是從其它方面來說,又存在一定的劣勢,重點體現(xiàn)在材料方面,可以說是一個非常大的短板,材料品種貧乏,價格昂貴,直接制約著整體發(fā)展。從技術角度而言,3D打印不是一項高深艱難的技術,它與普通打印的區(qū)別就在于打印材料。以色列的Object是掌握最多打印材料的公司,它已經(jīng)可以使用14種基本材料并在此基礎上混搭出107種材料,兩種材料的混搭使用、上色也已經(jīng)實現(xiàn)。但是,這些材料種類與日常使用材料相比,還相差甚遠,不僅如此,這些材料的價格便宜的幾百元一公斤,昂貴的要四萬元左右。中國近二十年來由于煤、電、天然氣的普及、各種工業(yè)制品的豐富,農村對農作物秸稈的需求減少,農作物秸稈的處理成為了一個嚴重的社會問題,很多地方農民仍然直接在地里燃燒農作物秸稈,引發(fā)空氣污染、火災、飛機無法正常起降等后果。農作物秸稈3D打印材料不僅生產成本低,還減少二氧化碳的排放量。根據(jù)有關調查研究生產14000t農作物秸稈3D打印材料可以減少每年22400t的二氧化碳排放。對農作物秸稈回收,解決農作物資源的浪費,將其轉化為3D打印材料。通過3D打印將“中國制造”轉變?yōu)椤爸袊窃臁?,適應我國可持續(xù)發(fā)展環(huán)境友好的經(jīng)濟發(fā)展方針,具有跨時代重要意義;對積極踐行創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享的發(fā)展理念,圍繞產業(yè)轉型升級,發(fā)揮科技創(chuàng)新對經(jīng)濟社會發(fā)展的支撐引領作用、發(fā)揮市場配置技術創(chuàng)新資源的決定性作用和企業(yè)技術創(chuàng)新主體作用具有積極意義。

現(xiàn)有的3D打印耗材大多都是以石油提煉高分子聚合物為主,例如:ABS、PP、PE、nylon、HIPS、PC屬于不可降解材料,廢棄的3D打印材料或制品將給生態(tài)環(huán)境造成巨大的負擔,開發(fā)一種能充分利用廢棄農作物的可降解3D打印材料,既可以充分利用農作物的副產品秸稈,又能作為可降解材料,使打印后的材料不會因為丟棄而給生態(tài)環(huán)境造成白色污染。

專利CN102153801A公布了一種秸稈塑料及其生產方法,公開日期:2011年8月17日,公開了將秸稈材料和聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物中的任意至少一種進行共混擠出造粒,其材料可以作為吹塑、拉片、注塑,由于其采用的原料秸稈粉末較大不能適合3D打印擠出頭的要求。

專利CN103013150A公布了一種用于生產土木產品的秸稈塑料及其生產方法,公開日期:2013年4月3日,公開了將秸稈與其他塑料進行共混改性后造粒,其制品主要用在生產盲溝、排水等土木產品。但因其制品不能長時間使用并不能適合3D打印的要求,制品在180天后失去使用性能并逐漸崩解。其粒子加入了滑石粉、硅藻土制品的韌性、強度較差,不能滿足3D打印耗材制備收卷。

專利CN104312119A公布了一種秸稈3D打印耗材及其制備方法,配方包括以下質量比的原料:聚乳酸40%-69%、秸稈粉末30%-59%、相容劑0%-5%和其他助劑0.2%-3%,但該秸稈3D打印耗材存在韌性、沖擊強度,抗沖等性能較差的缺點。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供一種高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料,以解決現(xiàn)有秸稈3D打印耗材存在韌性、沖擊強度,抗沖等性能較差等問題。本發(fā)明制成的材料具有很好的韌性、沖擊強度,通過3D打印技術打印出來的產品高質量、高抗沖、高強度、無毒、低碳環(huán)保、成本低,具有木質色澤,可循環(huán)回收利用,有廣闊的市場前景

為解決以上技術問題,本發(fā)明采用以下技術方案:

一種高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料,以重量份為單位,包括以下原料:油菜秸稈粉末70-114份、聚乳酸28-42份、四聚磷酸鈉15-20份、丁基二甘醇乙酸酯10-15份、無苯環(huán)氧樹脂9-13份、順丁橡膠4-7份、特定合成劑14-24份、淀粉合成劑7-14份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調節(jié)劑13-19份、發(fā)生劑10-16份、偶聯(lián)劑a 9-14份、表面活性劑2-4份、相容劑13-15份、增塑劑a 8-14份、抗氧劑8-12份、聚凝劑6-8份、終止劑4-6份;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,包括以下原料:淀粉80-130份、戊二酸二甲酯10-16份、N,N-二甲基乙酰胺8-13份、環(huán)氧氯丁烷2-5份、尿素1.5-3.5份、糊化劑1-2份、偶聯(lián)劑b 0.2-0.6份、引發(fā)劑0.1-0.2份、催化劑0.1-0.2份、穩(wěn)定劑0.1-0.3份、消泡劑0.3-0.8份、增塑劑b 0.4-0.9份、增韌劑0.3-0.7份、增粘劑0.3-0.6份、耐水劑0.2-0.4份、抗菌劑0.1-0.2份;

所述偶聯(lián)劑b為2,5-二甲基-2,5-雙(苯甲酰過氧)-己烷;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述穩(wěn)定劑為有機錫穩(wěn)定劑;

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;

所述增塑劑b為檸檬酸酯;

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠;

所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷;

所述耐水劑為硼酸;

所述抗菌劑為碳酸鋰;

所述的高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:將選用的秸稈粉碎,過80-100目篩子,制得粉末,所述粉末在83-94℃下干燥2-3h,控制水分含量在0.05%以下,制得初級原材料油菜秸稈粉末;

S2:向步驟S1制得的初級原材料油菜秸稈粉末中加入聚乳酸、四聚磷酸鈉、丁基二甘醇乙酸酯、無苯環(huán)氧樹脂、順丁橡膠、特定合成劑,升溫至182-205℃,在轉速為100-300r/min下攪拌熔解2-4.5h,然后冷卻至室溫,制得改性的秸稈3D打印二級材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至117-128℃,在轉速為100-200r/min下反應68-82min,制得物料A;

S22:向步驟S21制得的物料A中加入調節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至143-156℃,在轉速為300-400r/min下反應145-232min,制得物料B;

S23:向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑a、終止劑混合后降溫至108-125℃,在轉速為200-300r/min下反應62-135min,制得特定合成劑;

S3:將步驟S2制得的改性的秸稈3D打印二級材料在溫度為-90--110℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中,在溫度為170-200℃,轉速為102-116r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S31:配制濃度為18-25Be,pH值為3.1-3.8的淀粉漿a;

S32:向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為4%-8%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為42-58℃,攪拌轉速為70-100r/min下進行交聯(lián)接枝反應2.5-3.5h,制得漿料b;

S33:向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑,調節(jié)pH值為9.1-9.8,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑b、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為55-61℃,攪拌轉速為80-120r/min下進行交聯(lián)反應1.2-1.8h,制得漿料c;

S34:將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑,調節(jié)pH值為8.3-8.5,升溫至73-77℃,糊化50-55min,糊化結束后降至30-33℃,加入消泡劑,在轉速為90-130r/min下攪拌8-12min,制得淀粉合成劑。

優(yōu)選地,所述所述調節(jié)劑為調節(jié)劑ACR。

優(yōu)選地,所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑。

優(yōu)選地,所述偶聯(lián)劑a為偶聯(lián)劑kh570。

優(yōu)選地,表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉。

優(yōu)選地,所述相容劑為改性聚丙烯酸酯。

優(yōu)選地,所述增塑劑a為鄰苯二甲酸二異癸酯。

優(yōu)選地,所述抗氧劑為抗氧劑DLTP。

優(yōu)選地,所述聚凝劑為聚合氯化鋁。

優(yōu)選地,所述終止劑為對叔丁基鄰苯二酚。

本發(fā)明具有以下有益效果:

(1)本發(fā)明制成的高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料具有很好的韌性、沖擊強度,通過3D打印技術打印出來的產品高質量、高抗沖、高強度,具有廣闊的市場前景;

(2)本發(fā)明制成的高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料具有木質色澤,可循環(huán)回收利用,無毒、低碳環(huán)保、成本低,易于工業(yè)化生產。

【具體實施方式】

為便于更好地理解本發(fā)明,通過以下實施例加以說明,這些實施例屬于本發(fā)明的保護范圍,但不限制本發(fā)明的保護范圍。

在實施例中,所述高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料,以重量份為單位,包括以下原料:油菜秸稈粉末70-114份、聚乳酸28-42份、四聚磷酸鈉15-20份、丁基二甘醇乙酸酯10-15份、無苯環(huán)氧樹脂9-13份、順丁橡膠4-7份、特定合成劑14-24份、淀粉合成劑7-14份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調節(jié)劑13-19份、發(fā)生劑10-16份、偶聯(lián)劑a 9-14份、表面活性劑2-4份、相容劑13-15份、增塑劑a 8-14份、抗氧劑8-12份、聚凝劑6-8份、終止劑4-6份;

所述調節(jié)劑為調節(jié)劑ACR;

所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑;

所述偶聯(lián)劑a為偶聯(lián)劑kh570;

表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉;

所述相容劑為改性聚丙烯酸酯;

所述增塑劑a為鄰苯二甲酸二異癸酯;

所述抗氧劑為抗氧劑DLTP;

所述聚凝劑為聚合氯化鋁;

所述終止劑為對叔丁基鄰苯二酚;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,包括以下原料:淀粉80-130份、戊二酸二甲酯10-16份、N,N-二甲基乙酰胺8-13份、環(huán)氧氯丁烷2-5份、尿素1.5-3.5份、糊化劑1-2份、偶聯(lián)劑b 0.2-0.6份、引發(fā)劑0.1-0.2份、催化劑0.1-0.2份、穩(wěn)定劑0.1-0.3份、消泡劑0.3-0.8份、增塑劑b 0.4-0.9份、增韌劑0.3-0.7份、增粘劑0.3-0.6份、耐水劑0.2-0.4份、抗菌劑0.1-0.2份;

所述偶聯(lián)劑b為2,5-二甲基-2,5-雙(苯甲酰過氧)-己烷;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述穩(wěn)定劑為有機錫穩(wěn)定劑;

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;

所述增塑劑b為檸檬酸酯;

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠;

所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷;

所述耐水劑為硼酸;

所述抗菌劑為碳酸鋰;

所述的高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:將選用的秸稈粉碎,過80-100目篩子,制得粉末,所述粉末在83-94℃下干燥2-3h,控制水分含量在0.05%以下,制得初級原材料油菜秸稈粉末;

S2:向步驟S1制得的初級原材料油菜秸稈粉末中加入聚乳酸、四聚磷酸鈉、丁基二甘醇乙酸酯、無苯環(huán)氧樹脂、順丁橡膠、特定合成劑,升溫至182-205℃,在轉速為100-300r/min下攪拌熔解2-4.5h,然后冷卻至室溫,制得改性的秸稈3D打印二級材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至117-128℃,在轉速為100-200r/min下反應68-82min,制得物料A;

S22:向步驟S21制得的物料A中加入調節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至143-156℃,在轉速為300-400r/min下反應145-232min,制得物料B;

S23:向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑a、終止劑混合后降溫至108-125℃,在轉速為200-300r/min下反應62-135min,制得特定合成劑;

S3:將步驟S2制得的改性的秸稈3D打印二級材料在溫度為-90--110℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中,在溫度為170-200℃,轉速為102-116r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S31:配制濃度為18-25Be’,pH值為3.1-3.8的淀粉漿a;

S32:向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為4%-8%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為42-58℃,攪拌轉速為70-100r/min下進行交聯(lián)接枝反應2.5-3.5h,制得漿料b;

S33:向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑,調節(jié)pH值為9.1-9.8,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑b、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為55-61℃,攪拌轉速為80-120r/min下進行交聯(lián)反應1.2-1.8h,制得漿料c;

S34:將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑,調節(jié)pH值為8.3-8.5,升溫至73-77℃,糊化50-55min,糊化結束后降至30-33℃,加入消泡劑,在轉速為90-130r/min下攪拌8-12min,制得淀粉合成劑。

下面通過更具體實施例對本發(fā)明進行說明。

實施例1

一種高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料,以重量份為單位,包括以下原料:油菜秸稈粉末100份、聚乳酸35份、四聚磷酸鈉18份、丁基二甘醇乙酸酯13份、無苯環(huán)氧樹脂12、順丁橡膠6份、特定合成劑20份、淀粉合成劑10份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調節(jié)劑16份、發(fā)生劑14份、偶聯(lián)劑a 12份、表面活性劑3份、相容劑14份、增塑劑a 12份、抗氧劑10份、聚凝劑7份、終止劑5份;

所述調節(jié)劑為調節(jié)劑ACR;

所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑;

所述偶聯(lián)劑a為偶聯(lián)劑kh570;

表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉;

所述相容劑為改性聚丙烯酸酯;

所述增塑劑a為鄰苯二甲酸二異癸酯;

所述抗氧劑為抗氧劑DLTP;

所述聚凝劑為聚合氯化鋁;

所述終止劑為對叔丁基鄰苯二酚;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,包括以下原料:淀粉115份、戊二酸二甲酯13份、N,N-二甲基乙酰胺12份、環(huán)氧氯丁烷4份、尿素2.5份、糊化劑1.5份、偶聯(lián)劑b 0.4份、引發(fā)劑0.1份、催化劑0.1份、穩(wěn)定劑0.2份、消泡劑0.5份、增塑劑b 0.6份、增韌劑0.5份、增粘劑0.5份、耐水劑0.3份、抗菌劑0.1份;

所述偶聯(lián)劑b為2,5-二甲基-2,5-雙(苯甲酰過氧)-己烷;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述穩(wěn)定劑為有機錫穩(wěn)定劑;

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;

所述增塑劑b為檸檬酸酯;

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠;

所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷;

所述耐水劑為硼酸;

所述抗菌劑為碳酸鋰;

所述的高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:將選用的秸稈粉碎,過90目篩子,制得粉末,所述粉末在90℃下干燥2.5h,控制水分含量在0.05%以下,制得初級原材料油菜秸稈粉末;

S2:向步驟S1制得的初級原材料油菜秸稈粉末中加入聚乳酸、四聚磷酸鈉、丁基二甘醇乙酸酯、無苯環(huán)氧樹脂、順丁橡膠、特定合成劑,升溫至195℃,在轉速為200r/min下攪拌熔解3.5h,然后冷卻至室溫,制得改性的秸稈3D打印二級材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至122℃,在轉速為150r/min下反應75min,制得物料A;

S22:向步驟S21制得的物料A中加入調節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至150℃,在轉速為350r/min下反應190min,制得物料B;

S23:向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑a、終止劑混合后降溫至115℃,在轉速為250r/min下反應100min,制得特定合成劑;

S3:將步驟S2制得的改性的秸稈3D打印二級材料在溫度為-100℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中,在溫度為185℃,轉速為110r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S31:配制濃度為22Be’,pH值為3.5的淀粉漿a;

S32:向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為6%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為50℃,攪拌轉速為85r/min下進行交聯(lián)接枝反應3h,制得漿料b;

S33:向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑,調節(jié)pH值為9.6,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑b、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為58℃,攪拌轉速為100r/min下進行交聯(lián)反應1.5h,制得漿料c;

S34:將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑,調節(jié)pH值為8.4,升溫至75℃,糊化52min,糊化結束后降至32℃,加入消泡劑,在轉速為110r/min下攪拌10min,制得淀粉合成劑。

實施例2

一種高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料,以重量份為單位,包括以下原料:油菜秸稈粉末70份、聚乳酸28份、四聚磷酸鈉15份、丁基二甘醇乙酸酯10份、無苯環(huán)氧樹脂9份、順丁橡膠4份、特定合成劑14份、淀粉合成劑7份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調節(jié)劑13份、發(fā)生劑10份、偶聯(lián)劑a 9份、表面活性劑2份、相容劑13份、增塑劑a 8份、抗氧劑8份、聚凝劑6份、終止劑4份;

所述調節(jié)劑為調節(jié)劑ACR;

所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑;

所述偶聯(lián)劑a為偶聯(lián)劑kh570;

表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉;

所述相容劑為改性聚丙烯酸酯;

所述增塑劑a為鄰苯二甲酸二異癸酯;

所述抗氧劑為抗氧劑DLTP;

所述聚凝劑為聚合氯化鋁;

所述終止劑為對叔丁基鄰苯二酚;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,包括以下原料:淀粉80份、戊二酸二甲酯10份、N,N-二甲基乙酰胺8份、環(huán)氧氯丁烷2份、尿素1.5份、糊化劑1份、偶聯(lián)劑b 0.2份、引發(fā)劑0.1份、催化劑0.1份、穩(wěn)定劑0.1份、消泡劑0.3份、增塑劑b 0.4份、增韌劑0.3份、增粘劑0.3份、耐水劑0.2份、抗菌劑0.1份;

所述偶聯(lián)劑b為2,5-二甲基-2,5-雙(苯甲酰過氧)-己烷;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述穩(wěn)定劑為有機錫穩(wěn)定劑;

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;

所述增塑劑b為檸檬酸酯;

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠;

所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷;

所述耐水劑為硼酸;

所述抗菌劑為碳酸鋰;

所述的高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:將選用的秸稈粉碎,過80目篩子,制得粉末,所述粉末在83℃下干燥3h,控制水分含量在0.05%以下,制得初級原材料油菜秸稈粉末;

S2:向步驟S1制得的初級原材料油菜秸稈粉末中加入聚乳酸、四聚磷酸鈉、丁基二甘醇乙酸酯、無苯環(huán)氧樹脂、順丁橡膠、特定合成劑,升溫至182℃,在轉速為100r/min下攪拌熔解4.5h,然后冷卻至室溫,制得改性的秸稈3D打印二級材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至117℃,在轉速為100r/min下反應82min,制得物料A;

S22:向步驟S21制得的物料A中加入調節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至143℃,在轉速為300r/min下反應232min,制得物料B;

S23:向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑a、終止劑混合后降溫至108℃,在轉速為200r/min下反應135min,制得特定合成劑;

S3:將步驟S2制得的改性的秸稈3D打印二級材料在溫度為-90℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中,在溫度為170℃,轉速為102r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S31:配制濃度為18Be’,pH值為3.1的淀粉漿a;

S32:向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為4%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為42℃,攪拌轉速為70r/min下進行交聯(lián)接枝反應3.5h,制得漿料b;

S33:向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑,調節(jié)pH值為9.1,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑b、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為55℃,攪拌轉速為80r/min下進行交聯(lián)反應1.8h,制得漿料c;

S34:將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑,調節(jié)pH值為8.3,升溫至73℃,糊化55min,糊化結束后降至30℃,加入消泡劑,在轉速為90r/min下攪拌12min,制得淀粉合成劑。

實施例3

一種高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料,以重量份為單位,包括以下原料:油菜秸稈粉末114份、聚乳酸42份、四聚磷酸鈉20份、丁基二甘醇乙酸酯15份、無苯環(huán)氧樹脂13份、順丁橡膠7份、特定合成劑24份、淀粉合成劑14份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調節(jié)劑19份、發(fā)生劑16份、偶聯(lián)劑a 14份、表面活性劑4份、相容劑15份、增塑劑a 14份、抗氧劑12份、聚凝劑8份、終止劑6份;

所述調節(jié)劑為調節(jié)劑ACR;

所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑;

所述偶聯(lián)劑a為偶聯(lián)劑kh570;

表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉;

所述相容劑為改性聚丙烯酸酯;

所述增塑劑a為鄰苯二甲酸二異癸酯;

所述抗氧劑為抗氧劑DLTP;

所述聚凝劑為聚合氯化鋁;

所述終止劑為對叔丁基鄰苯二酚;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,包括以下原料:淀粉130份、戊二酸二甲酯16份、N,N-二甲基乙酰胺13份、環(huán)氧氯丁烷5份、尿素3.5份、糊化劑2份、偶聯(lián)劑b 0.6份、引發(fā)劑0.2份、催化劑0.2份、穩(wěn)定劑0.3份、消泡劑0.8份、增塑劑b 0.9份、增韌劑0.7份、增粘劑0.6份、耐水劑0.4份、抗菌劑0.2份;

所述偶聯(lián)劑b為2,5-二甲基-2,5-雙(苯甲酰過氧)-己烷;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述穩(wěn)定劑為有機錫穩(wěn)定劑;

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;

所述增塑劑b為檸檬酸酯;

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠;

所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷;

所述耐水劑為硼酸;

所述抗菌劑為碳酸鋰;

所述的高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:將選用的秸稈粉碎,過100目篩子,制得粉末,所述粉末在94℃下干燥2h,控制水分含量在0.05%以下,制得初級原材料油菜秸稈粉末;

S2:向步驟S1制得的初級原材料油菜秸稈粉末中加入聚乳酸、四聚磷酸鈉、丁基二甘醇乙酸酯、無苯環(huán)氧樹脂、順丁橡膠、特定合成劑,升溫至205℃,在轉速為300r/min下攪拌熔解2h,然后冷卻至室溫,制得改性的秸稈3D打印二級材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至128℃,在轉速為200r/min下反應68min,制得物料A;

S22:向步驟S21制得的物料A中加入調節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至156℃,在轉速為400r/min下反應145min,制得物料B;

S23:向步驟S22制得的物料B中加入增塑劑a、終止劑混合后降溫至125℃,在轉速為300r/min下反應62min,制得特定合成劑;

S3:將步驟S2制得的改性的秸稈3D打印二級材料在溫度為-110℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中,在溫度為200℃,轉速為116r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S31:配制濃度為25Be’,pH值為3.8的淀粉漿a;

S32:向步驟S31制得的淀粉漿a中加入濃度為8%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為58℃,攪拌轉速為100r/min下進行交聯(lián)接枝反應2.5h,制得漿料b;

S33:向步驟S32制得的漿料b中加入糊化劑,調節(jié)pH值為9.8,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑b、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為61℃,攪拌轉速為120r/min下進行交聯(lián)反應1.2h,制得漿料c;

S34:將步驟S33制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑,調節(jié)pH值為8.5,升溫至77℃,糊化50min,糊化結束后降至33℃,加入消泡劑,在轉速為130r/min下攪拌8min,制得淀粉合成劑。

對實施例1-3中的高彎曲模量的油菜秸稈3D打印材料性能進行檢測,結果如下表所示。

以上內容不能認定本發(fā)明具體實施只局限于這些說明,對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明構思前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。

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