[发明专利]一种3D打印用ABS纳米线材的制备方法

权利要求书

1.一种3D打印用ABS纳米线材的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将植物纤维粉末分散在NaOH碱溶液中，在70-100℃下蒸煮2-10小时，用离子水清洗并烘干后，再用亚氯酸钠溶液在70-100℃下漂白2-10小时，期间加入冰醋酸将pH值调到4以下，得到提纯的纤维素；

2)将所述提纯的纤维素加入到硫酸中，在40-60℃下搅拌水解，然后加入5-15倍于硫酸液体积的去离子水进行稀释，离心后用去离子水洗涤得悬浮液，将悬浮液的pH调节至7-9，冷冻干燥，得到纳米微晶纤维素；

3)将所述纳米微晶纤维素溶于预先配置的无水乙醇/水混合液中，超声处理10-40min；滴加正硅酸乙酯后继续超声处理10-40min，得到混合液，纳米微晶纤维素与正硅酸乙酯的质量比为5/1～20/1；

4)在搅拌条件下向所述混合液中滴加浓度为10～30％氨水，调节pH值为7.0～11；室温持续搅拌反应5～48h，得溶胶；

5)将所得溶胶多次离心洗涤后置换于去离子水中，经冷冻干燥，制备出纳米微晶纤维素—二氧化硅杂化材料；

6)以纳米微晶纤维素—二氧化硅杂化材料作为填料，ABS树脂为基体，按填料的质量用量为0.1～20wt％，ABS的质量用量为80～99.9wt％进行配料；

7)将配制好的原料在高速混合机里混合，混合均匀后得到预混料；将预混料进行熔融挤出，冷却造粒后得到改性材料；

8)将改性材料用挤出机进行线材成型加工，得3D打印用ABS纳米线材。

2.根据权利要求1所述的3D打印用ABS纳米线材的制备方法，其特征在于：步骤1)所述NaOH碱溶液的质量浓度为5-20％；分别以克和毫升为单位，植物纤维粉末与NaOH碱溶液的固液比为1/5-1/20；所述的植物纤维粉末为秸秆、木粉、竹粉、蔗渣和稻糠中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的3D打印用ABS纳米线材的制备方法，其特征在于：步骤1)亚氯酸钠溶液的质量浓度为1-5％。

4.根据权利要求1所述的3D打印用ABS纳米线材的制备方法，其特征在于：步骤2)提纯的纤维素与硫酸的质量比为1/10～1/20；所述硫酸为质量浓度大于或等于64％。

5.根据权利要求1所述的3D打印用ABS纳米线材的制备方法，其特征在于：步骤2)通过连续离心用去离子水洗涤所得的悬浮液2-5次；步骤2)所述搅拌水解的时间为30-120min。

6.根据权利要求1所述的3D打印用ABS纳米线材的制备方法，其特征在于：步骤3)所述无水乙醇/水混合液中的无水乙醇与水的质量比为10/1～20/1。

7.根据权利要求1所述的3D打印用ABS纳米线材的制备方法，其特征在于：步骤4)所述的搅拌的转速为200～600rpm。

8.根据权利要求1所述的3D打印用ABS纳米线材的制备方法，其特征在于：步骤7)所述原料在高速混合机里混合的时间为5-30min；所述将预混料进行熔融挤出是将预混料用双螺杆挤出机进行熔融挤出。

9.根据权利要求1所述的3D打印用ABS纳米线材的制备方法，其特征在于：步骤7)所述熔融挤出的条件为：一区温度为160-180℃，二到十区温度为185-220℃，主机转速为40-120转/min。

10.根据权利要求1所述的3D打印用ABS纳米线材的制备方法，其特征在于：步骤8)所述将改性材料用挤出机进行线材成型加工是通过牵引拉力控制线材直径为1.75mm，直径误差在±5％以内。