[发明专利]一种感光抗菌可生物降解3D打印线材及其制备方法

权利要求书

1.一种感光抗菌可生物降解3D打印线材，其特征在于，包括以下重量份数的物质：聚乳酸50-70份、酯类可生物降解塑料0-40份、纤维素纳米晶5-15份、交联剂2-5份、光敏变色粉2-12份、纳米抗菌剂2-12份、光稳定剂0.1-1.5份、抗氧剂0.5-3份、润滑剂1-3份；

制备方法包括以下步骤：

S1：将聚乳酸和全部重量份的纤维素纳米晶、交联剂、光敏变色粉、纳米抗菌剂、光稳定剂、抗氧剂和润滑剂投入到高速混合机中搅拌5-10min得到混合物；将其投入双螺杆挤出机熔融共混、挤出得到聚乳酸切片；

S2：将S1中的聚乳酸切片和酯类可生物降解塑料在高速混合机中干混后，在熔融纺丝机通过喷丝板喷丝，经牵伸、冷却、卷绕得到初生纤维；

S3：通过集束器将S2中初生纤维集束，再采用拉挤成型工艺熔融成型、冷却、收卷得到直径为1.75mm的3D打印线材；

所述的双螺杆挤出机的料筒温度依次为160℃-210℃，主机转速350-600r/min，喂料频率7-16r/min；

所述的熔融纺丝工艺为：熔融纺丝温度170-220℃、牵伸温度80-110℃、初生纤维细度1.5-4.5dtex；

所述拉挤成型工艺为：第一区段温度170-190℃、第二区段200-230℃、拉挤速度0.2-1.5m/min。

2.如权利要求1所述的一种感光抗菌可生物降解3D打印线材，其特征在于，所述的酯类可生物降解塑料是聚羟基脂肪酸酯、聚乙醇酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯中的任一种或多种组合。

3.如权利要求1所述的一种感光抗菌可生物降解3D打印线材，其特征在于，所述的纤维素纳米晶是从植物纤维中经酸解、纤维素酶解、生物发酵中至少一种提取得到；所述的交联剂是过氧化物类交联剂、异氰酸酯类交联剂、酸酐类交联剂、缩水甘油类交联剂、烯丙基类交联剂中的任一种。

4.如权利要求3所述的一种感光抗菌可生物降解3D打印线材，其特征在于，所述的过氧化物类交联剂为过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯中的任一种；所述的异氰酸酯类交联剂为三烯丙基异氰尿酸酯、赖氨酸三异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的任一种；所述的酸酐类交联剂为马来酸酐；所述的缩水甘油类交联剂为异氰尿酸三缩水甘油酯；所述的烯丙基类交联剂为多烃基丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷醇三异丁烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯、多烃基三异丁烯酸酯中的任一种。

5.如权利要求1所述的一种感光抗菌可生物降解3D打印线材，其特征在于，所述的光敏变色粉是市售二苯乙烯类、螺环类、降冰片二烯类、俘精酸酐类、三苯甲烷类衍生物、水杨酸苯胺类化合物、吡喃类衍生物中的任一种或多种组合。

6.如权利要求1所述的一种感光抗菌可生物降解3D打印线材，其特征在于，所述的纳米抗菌剂是含银、锌、铈、钛的纳米金属氧化物、有机胍类、季铵盐类、酚醚类、吡啶类、咪唑类、异噻唑啉酮类中的至少一种。

7.如权利要求1所述的一种感光抗菌可生物降解3D打印线材，其特征在于，所述的光稳定剂是癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、聚丁二酸4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}中的任一种或多种组合。

8.如权利要求1所述的一种感光抗菌可生物降解3D打印线材，其特征在于，所述的抗氧剂包含茶多酚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、亚磷酸二苯辛酯中的任一种或多种组合；所述的润滑剂包含硬脂酸盐、硬脂酸甘油酯、硅酸酯、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双脂肪酸酰胺中的至少一种。