[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

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种感光抗菌可生物降解3D打印线材及其制备方法。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。充分利用了来源广泛、价廉、可再生的纤维素，能够降低可生物降解塑料3D打印线材的生产成本，还能实现绿色、低碳、环保的目的。高强、高韧、耐热等特性，并且由于半互穿网络结构的存在能够加强其终端产品的尺寸稳定性。具有感光变色、抗菌的特性，尤其适用于家居、办公室、商场等场所的艺术创作。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种感光抗菌可生物降解3D打印线材及其制备方法。

背景技术

随着3D打印技术日新月异的发展，3D打印产品不仅仅限于生物工程、土木与建筑工程、航空航天等领域，也开始走进人们的日常生活，用于创作一些生活器具、装饰品、DIY艺术品等。然而，3D打印产品在生活中往往需要满足各种色彩、形状等艺术设计需求，这对3D打印材料的开发提出了更高的要求，同时在可降解性、韧性、强度等性能上都有待进一步提升。

可生物降解高分子材料，如聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等，已广泛用于3D打印产品。以PLA为例，PLA以其无毒、无刺激性气味、透明易染色、可生物降解等优点而广受欢迎。但是，PLA等可生物降解高分子材料普遍存在热变形温度低、强度和韧性有待提升等问题，同时还存在热收缩性的缺陷，严重制约了3D打印用可生物降解高分子材料的发展。

发明内容

发明的目的：为了提供效果更好的一种感光抗菌可生物降解3D打印线材及其制备方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

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。

本发明进一步技术方案在于，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。

本发明进一步技术方案在于，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。

本发明进一步技术方案在于，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。

本发明进一步技术方案在于，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。

本发明进一步技术方案在于，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。