[发明专利]改性二醋酸纤维素及其制备方法和用途

说明书

本发明属于二醋酸纤维素产品领域，具体涉及一种改性二醋酸纤维素产品及其制备方法和用于3D打印和其他领域用途。本发明提供的改性二醋酸纤维素由二醋酸纤维素、增塑剂、受阻酚类抗氧化剂、亚磷酸酯类抗氧化剂和过氧化物混合而成。该二醋酸纤维素可作为3D打印材料用，采用3D打印的方法制备产品。

技术领域

本发明属于二醋酸纤维素产品领域，具体涉及一种改性二醋酸纤维素产品及其制备方法和用于3D打印或包装材料及眼镜架领域。

背景技术

3D打印技术，基于三维数学模型数据，通过材料熔化或溶解来实现层层叠加累积生成三维实物的技术。常用的3D打印材料包括热塑性塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料以及陶瓷材料等，材料的状态包括但不限于粉料、粒料、丝料、液态以及薄材(纸张、塑料膜)等多种形式。热塑性高分子聚合物，其加工方式包括吹塑、挤出、注塑、压制等多种热熔融方式，加工温度相对于金属、合金材料低很多，因此成为3D耗材的热点研究材料。

熔融沉积成型(FDM)、立体光刻(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、叠层实体制造(LOM)、选择性激光熔化(SLM)以及三维打印与胶粘(3DP)是国内外常见的打印工艺，其中热塑性塑料丝料及粒料常用FDM工艺，粉料常用SLS、SLM工艺。目前，3D打印技术在多个领域飞速发展，但打印用材料始终是限制3D打印技术发展的瓶颈。

常见的生物质3D耗材聚乳酸(PLA)，其韧性差、加工成型困难、不透明、冷收缩率大、着色剂影响性能、玻璃化温度低易变形-不适合应用于60℃以上环境或者盛装60℃以上物体。

醋酸纤维素，一种来源于天然纤维的酯化产物，热塑性好、易成型加工、透明、光泽好、强度高、韧性好、生物相容性好等优点，在高端眼镜架、工具手柄等领域广泛应用。本发明开发的3D打印用二醋酸纤维材料，基材二醋酸纤维素，其分解产物是二氧化碳和水，是一种环境友好型生物质材料。改性二醋酸纤维素材料透明、着色性优异，可设计独特的内部花纹结构，玻璃化转变温度高(高于110℃)，可制作出色泽丰富、款式精美物品，并且打印物品适合较高温度领域内应用，具有在高端眼镜、装饰品及模型设计等领域的应用潜力。然而，醋酸纤维素作为3D打印材料而言，存在熔体粘度大、断丝、堵料、层与层之间粘接力弱等缺陷。

本发明通过过氧化物的添加，在确保产品加工稳定性的前提下，调节聚合物熔体粘度，改善醋酸纤维素在3D打印过程中出现的断丝、堵料及层层粘接力弱等缺点，打印出的产品具有较好的力学强度和粘接强度，具有实用性。

发明内容

针对现有醋酸纤维素作为3D打印材料所存在的熔体粘度大、断丝、堵料、层与层之间粘接力弱及产品颜色黄变甚至变黑等缺陷，本发明提供了一种改性二醋酸纤维素及其制备方法。本发明通过过氧化物的添加，在确保产品加工稳定性的前提下，调节聚合物熔体粘度，改善醋酸纤维素在3D打印过程中出现的断丝、堵料及层层粘接力弱等缺点，打印出的产品具有较好的力学强度和粘接强度。本发明改性二醋酸纤维素作为3D打印材料，可打印出表面光亮、透明、色度好、耐划伤、手感舒适工件。

改性二醋酸纤维素，由常规二醋酸纤维素、增塑剂、受阻酚类抗氧化剂、亚磷酸酯类抗氧化剂和过氧化物混合而成。

具体的，上述改性二醋酸纤维素中，所述过氧化物为过氧化二碳酸酯、过氧化酰或二烷基过氧化物中的至少一种。

进一步的，上述改性二醋酸纤维素中，所述过氧化二碳酸酯结构式如下：

其中，R₁为C1～C4的直链或支链烷基。

进一步的，上述改性二醋酸纤维素中，所述过氧化酰结构式如下：

其中，R₂为C1～C8的直链或支链烷基。

进一步的，上述改性二醋酸纤维素中，所述二烷基过氧化物结构式如下：