[发明专利]一种具有光催化效果的PLA3D打印线材制备方法

说明书

本发明公开一种具有光催化效果的PLA 3D打印线材制备方法，所述方法是以聚乳酸或聚烯烃树脂为载体，添加无机矿物粉体、相容剂、分散剂、偶联剂、润滑剂进行挤出造粒制备母料，最后称取一定量PLA和母料，按照一定比例，通过3D线材生产线单螺杆挤出机中进行挤出定型收卷。本发明制备的线材具有良好的可见光光催化性能，制备的方法简单高效，可应用于工业废水光催化降解处理。

技术领域

本发明属于一种具有光催化效果的PLA 3D打印线材制备方法。

背景技术

3D打印是一种新型的智能制造技术，相比传统的注塑成型、模压成型等工艺，其具备成型快、精准度高和材料利用率高等特点，近年来受到广大研究者的关注。而3D打印制造技术包括熔融沉积成型（FDM）、选择性激光烧结（SLS）和分层实体制造（POM）等，其中熔融沉积成型因其打印成本低、工艺软件操作简单和打印材料易得等特点获得了大面积的应用推广。

随着现今社会发展，环境问题越来越受到人们的关注，PLA作为一种可生物降解材料，具有来源广（可从马铃薯、淀粉、纤维等中获得），具有良好的生物相容性、良好的加工性和良好生物降解性得到人们广泛关注，同时PLA也是一款FDM技术应用最广泛的应用耗材。TiO₂是一种典型光催化剂，具有无毒、价廉易得、化学性质稳定、光催化活性高等优异物理化学性能，被广泛应用于环境水污染处理领域， 但目前光催化材料多为纳米颗粒材料，若直接用于污水处理应用则难以分离，回收困难，造成资源的浪费。所以如何解决良好地发挥TiO₂光催化性能同时，又能有效地回收TiO₂的问题，对我们而言尤为重要。

通过3D打印技术制备TiO₂负载PLA打印成型样品，应用于环境水污染光降解，可以有效地发挥TiO₂水污染处理能力，又能有效地解决TiO₂难回收问题，且PLA作为一种可生物降解材料，制备样品并不会造成环境的二次污染，极大地提高了环保效力。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中所存在的不足，提供了一种具有光催化效果的PLA 3D打印线材制备方法，制备3D打印样品具有环境友好、水污染光降解能力和方便使用易回收等特点。

本发明的目的是这样实现的，本发明的具有光催化效果的PLA 3D打印线材制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1） 往一定量无机矿物粉体中加入适量钛醇盐，进行高混搅拌，搅拌10-60min，搅拌速度为 600-2000 r/min，钛醇盐的加入量为无机矿物粉体质量的1%-80%，将钛醇盐均匀负载好的无机矿物粉体取出、摊开，在空气中放置使其充分水解，将充分水解的物料放入恒温干燥箱中进行干燥，干燥温度为70-110℃，干燥6-24h；干燥完全后的粉体放入马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为200-600℃，煅烧2-6h，最后得到无机矿物粉体负载纳米TiO₂光催化剂；

（2） 取15-70份步骤（1）得到的无机矿物粉体负载纳米TiO₂光催化剂放入高速混合器中，依次加入0.5-2份偶联剂、15-20份载体树脂、3-5份分散剂与1-3份润滑剂搅拌，得到混合物料，再经双螺杆挤出机挤出，制成光催化功能母料；

（3） 将步骤（2）中得到的光催化功能母料与基体树脂称量混合，母料加入量为基体树脂质量的5%-50%，加入3D线材生产线单螺杆挤出机中中，制备具有光催化效果3D线材。