[发明专利]一种可3D打印的木塑复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可3D打印的木塑复合材料，其特征在于：其组分按重量份数计，包含：聚烯烃树脂混合物40-60份；II型微纳米晶纤维素5-10份；增强无机粉体5-20份；偶联剂1-2份；抗氧剂0.2-0.5份；分散助剂1-5份；所述II型微纳米晶纤维素是以天然生物质纤维素(I型)为原料，在2℃的低温情况下，以10-25wt％浓度的NaOH液浸泡6-12h天然生物质纤维素(I型),然后经清洗数次至中性、过滤而得到；

上述组成物中的聚烯烃树脂混合物优选自：聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)树脂、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、均聚聚丙烯(HPP)和乙烯-丙烯共聚物(EPM)中的单种或多种的共混物；

上述增强无机粉体优选自1000目、1250目、2000目、3000目的碳酸钙、高岭土和滑石粉；

上述偶联剂为含有氨基、巯基、环氧基、酰氧基或乙烯基中的一种基团或一种以上的硅烷偶联剂，包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷；或聚丙烯接枝马来酸酐偶联剂；

上述抗氧剂选自于酚类、芳香胺类、受阻酚类、亚磷酸脂类中的一种或一种以上的混合物，包括1010、1076、164、168、264、DNP；

上述分散剂为不同聚合程度的聚乙二醇：PEG-200，PEG-400，PEG-600，PEG-1000中的一种或一种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种可3D打印的木塑复合材料，其特征在于：上述II型微纳米晶纤维素的原料来源于蔗渣、稻草、秸秆和黄麻此类草本植物；将原料在2℃条件下浸泡在18wt％的NaOH水溶液9h，清洗数次至中性、过滤而得到II型微纳米晶纤维素；II型微纳米晶纤维素粒径分布为50nm-50μm，长径比为5-50。

3.一种可3D打印的木塑复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将天然生物质纤维素(I型)，在温度为2℃的低温情况下浸泡入一定质量浓度的碱溶液中，机械搅拌并浸泡一定时间，并清洗数次至中性、过滤，得到II型微纳米纤维素预分散液。(2)将II型微纳米纤维素预分散液和分散剂在高速混合机中混合均匀，烘箱干燥获得预处理填料；(3)将聚烯烃树脂、预处理填料、增强无机粉体、抗氧剂和偶联剂经高速分散，得到分散均匀的复合材料的混合物；(4)通过喂料系统将分散均匀的混合物添加到双螺杆挤出机中，经过熔融挤出、冷却和造粒制得3D打印的木塑复合材料组成物粒料。

4.根据权利要3所述一种可3D打印的木塑复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)碱溶液的质量浓度为15-25％，机械搅拌并浸泡时间为6-12h,所用双螺杆挤出机为同向旋转双螺杆挤出机，长径比为30-50，螺杆转速≥80rpm，挤出温度设定170-220℃。