[发明专利]一种钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料及其制造方法

权利要求书

1.一种钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料，其特征在于所述钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料以绿色可降解聚合物、木质纤维、润滑剂、偶联改性剂和相容剂为原料制成；所述绿色可降解聚合物为聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、聚氨酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种；所述木质纤维为木粉、作物秸秆粉和竹粉中的一种或者几种；所述钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料中木质纤维的质量分数为10％～30％，润滑剂的质量分数为0.5％～2％，偶联改性剂的质量分数为1％～4％，相容剂的质量分数为1％～4％，余量为绿色可降解聚合物。

2.根据权利要求1所述一种钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料，其特征在于所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸盐、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和石蜡中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述一种钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料，其特征在于所述作物秸秆粉为小麦秸秆粉、黄豆秸秆粉、水稻秸秆粉、玉米秸秆粉、棉秆粉或剑麻秆粉的一种或几种。

4.根据权利要求3所述一种钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料，其特征在于所述偶联改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或稀土偶联剂，所述相容剂为接枝改性单体。

5.根据权利要求4所述一种钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料，其特征在于所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570或硅烷偶联剂KH590；所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、烷氧基含磷钛酸酯偶联剂、烷氧基脂肪酸钛酸酯偶联剂、烷氧基含磷钛酸酯偶联剂、烷氧基脂肪酸钛酸酯偶联剂或双-[丙基三乙氧基硅烷]-四硫化物和N-330炭黑的混合物硅烷偶联剂。

6.根据权利要求5所述一种钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料，其特征在于所述接枝改性单体为热塑性聚合物接枝单体，所述热塑性聚合物接枝单体为聚合物接枝马来酸酐、聚合物接枝丙烯酸、聚合物接枝纤维素、聚合物接枝多元醇、聚合物接枝壳聚糖、马来酸酐接枝聚乳酸、聚乳酸接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乳酸接枝甲醛丙烯酸甲酯或聚乳酸接枝淀粉。

7.根据权利要求6所述一种钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料，其特征在于所述钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料的原料中还包括增韧聚酯，采用增韧聚酯部分替代绿色可降解聚合物，且所述增韧聚酯占绿色可降解聚合物总量的5％～35％；所述增韧聚酯为不饱和聚酯。

8.根据权利要求7所述一种钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料，其特征在于所述不饱和聚酯为聚羟基脂肪酸、聚碳酸亚丙酯、聚己内酯、聚对二氧环己酮和聚羟基乙酸中的一种或几种。

9.如权利要求1所述一种钢韧兼容的3D打印人体器官模型材料的制造方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：

一、称取：按照钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料中木质纤维的质量分数为10％～30％，润滑剂的质量分数为0.5％～2％，偶联改性剂的质量分数为1％～4％，相容剂的质量分数为1％～4％，余量为绿色可降解聚合物准备原料；

二、混合：先将步骤一中称取的木质纤维、润滑剂和绿色可降解聚合物放入搅拌机中搅拌混匀，再加入偶联改性剂和相容剂进行接枝改性，得到混合物料。

三、造粒：采用双螺杆挤出机将混合物料制成颗粒状原料，所述颗粒状原料的粒径为5mm～10mm，双螺杆挤出机的机筒温度为170～190℃，模具温度为190～210℃；

四、拉丝：采用单螺杆挤出机将颗粒状原料制备成线材，线材的直径为1.75mm～3mm，单螺杆挤出机的料筒温度为165～200℃，模具温度为190～210℃，主机速度为30Hz～40Hz，牵引速度为10Hz～30Hz；

五、3D打印：采用3D打印机将线材制成钢韧兼容的3D打印人体器官模型材料，3D打印机的打印温度为190～220℃，打印速度为30mm/s～100mm/s，打印层厚为0.1mm～0.4mm，打印填充率为10％～100％，以打印角度为0°和打印角度为90°进行交叉打印。

10.根据权利要求9所述一种钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料的制造方法，其特征在于步骤一中按照钢韧兼备的3D打印人体器官模型材料中木质纤维的质量分数为10％～30％，润滑剂的质量分数为0.5％～2％，偶联改性剂的质量分数为1％～4％，相容剂的质量分数为1％～4％，增韧聚酯，余量为绿色可降解聚合物准备原料，采用增韧聚酯部分替代绿色可降解聚合物，且所述增韧聚酯占绿色可降解聚合物总量的5％～35％；步骤二中先将步骤一中称取的木质纤维、润滑剂和绿色可降解聚合物放入搅拌机中搅拌混匀，再加入增韧聚酯搅拌混匀，最后加入偶联改性剂和相容剂进行接枝改性，得到混合物料。