[发明专利]一种PHBV基可降解3D打印耗材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种PHBV基可降解3D打印耗材及其制备方法，属于3D打印领域。

背景技术

3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。经过近30年的发展，3D打印技术近年来正快速地走进我们的生产生活，3D打印技术已经在汽车、医疗、玩具模型等领域逐渐成熟起来。

目前，应用较多的塑料3D打印耗材主要有ABS、PA、PLA以及PVA、PHBV等。PBHV的生产原料是玉米，是可生物降解高分子材料，必能为人类减轻对石油资源的依赖、遏制白色污染、控制温室效应、3D打印以及社会经济的可持续发展做出重要贡献。但是PHBV在常温下既脆又硬，在熔融状态下极不稳定，易于分解，结晶度高，机械性能和耐溶剂性能差；另外，PHBV耗材易受湿度的影响，最终影响到打印成品的精度。为克服这些缺陷，本发明对PHBV基可降解3D打印耗材及其制备方法进行了改良。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种PHBV基可降解3D打印耗材及其制备方法，PHBV耗材能有效提高PHBV材料的韧性、稳定性，增强PHBV材料的柔性和弹性，其制备方法能有效提高PHBV耗材的干燥度，避免PHBV耗材因受湿度影响而影响3D打印成品的精度。

本发明解决其技术问题用的技术方案是：一种PHBV基可降解3D打印耗材，按重量份包括以下组分：

采用上述技术方案，PHBV做为主要原料，其成份最高，增加适量的PLA塑料可以增加耗材的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力。

PHBV是疏水性材料，而淀粉等填充助剂是亲水性物质，二者结合可以有效提高混合效果，且本发明淀粉含量高，在土壤中微生物的作用下，可以完全分解成水、二氧化碳及有机物，无污染。

通过添加增韧剂，可以降低PHBV材料脆性，进而提高韧性、抗冲击性能，可以防止打印时起疙瘩、断线，提高打印质量。

通过添加润滑降解剂可以进一步增强PHBV材料的润滑度、加速降解速度。

优选地，所述的PHBV塑料的重均分子量为20-100万，分散系数为1.5-5。

优选地，所述的淀粉为玉米淀粉或小麦淀粉或红薯淀粉。

优选地，所述的抗结剂为硅铝酸钠或二氧化硅，通过增加抗结剂可以防止颗粒或粉状原料聚集结块、保持松散，在各组分混合时使得混合的更加均匀。。

优选地，所述的偶联剂为铝酸酯或二异氰酸酯。

优选地，所述的增塑剂为丙三醇或乙二醇或邻苯二甲酸二辛酯或磷酸三苯酯。

优选地，所述的抗结剂为硅铝酸钠或二氧化硅，

所述的润滑降解剂为脂肪酸酰胺和纳米二氧化钛按照重量比1:2组成的混合物。

一种PHBV基可降解3D打印耗材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)称取配方组分

按照权利要求1所述一种PHBV基可降解3D打印耗材的配方分别称取所述的组分；

(2)制作变形淀粉

将淀粉、水、抗结剂混合，搅拌成浆，之后脱水，将脱水后淀粉放入离心机做液粉分离，然后将分离后的淀粉与偶联剂导入高速混合机中改性25-35分钟，制成变形淀粉；

(3)干燥处理

将步骤(2)中的变形淀粉与称取好的PHBV塑料、PLA塑料、增韧剂、润滑降解剂、抗结剂、增塑剂放入干燥设备中以80℃-100℃的温度干燥6-12小时，所述的干燥设备为电热鼓风干燥箱；

(4)制备混合物

将步骤(3)中干燥后的所述各组分放入高速混合机中混合10-30min，混合均匀，得到混合物；

(5)制备PHBV基原料

将步骤(4)中得到的所述混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融、耦合挤出，得到PHBV基原料所述双螺杆挤出机的挤出温度为190-210℃；

(6)冷却并二次干燥

将步骤(5)获得的PHBV基原料进行自然冷却，然后通过吹干机进行二次干燥，自然冷却指将步骤(5)获得的PHBV基原料放置在阴凉处，自然冷却3-5小时，所述二次干燥的时间是3-5小时；

(7)制备3D打印PHBV可降解耗材

将步骤(6)中得到的所述PHBV基原料加入3D制线机，制备得到3D打印PHBV基可降解耗材。