一種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3d打印材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料及應(yīng)用，該3D打印材料按照重量份數(shù)包括以下組分制成：PLA110～145份；驅(qū)蚊劑10～20份；夜光粉5～10份；光擴(kuò)散劑2～8份；交聯(lián)劑10～20份；偶聯(lián)劑2～5份；木質(zhì)素磺酸鈉10～30份；納米抗菌劑2～8份；助劑0.1～0.5份。本發(fā)明大幅增強(qiáng)了材料的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效提升了3D打印產(chǎn)品的韌性，降解率高，抗菌效果好，兼具優(yōu)良的輔助照明、辨識(shí)和驅(qū)蚊功效；最重要的是驅(qū)蚊劑中的薄荷黃酮提取物和迷迭香提取物等在具有驅(qū)蚊作用的同時(shí)，與其他組分協(xié)同作用顯著提高了3D打印材料的抗氧化性能、殺菌抑菌性能和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)用性高，安全性高，意義顯著，可廣為推廣應(yīng)用。
【專利說明】
一種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于3D打印領(lǐng)域，具體涉及一種3D打印用材料及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著3D打印技術(shù)日新月異的發(fā)展，3D打印的概念逐漸被公眾知悉。FDM技術(shù)是利用ABS, polycarbonate (PC)，polypheny lsulfone (PPSF)、PLA 以及其它熱塑性材料受到加熱擠壓成為半熔融狀態(tài)的細(xì)絲，由沉積在層層堆棧基礎(chǔ)上的方式，從3D CAD資料直接建構(gòu)原型。該技術(shù)通常應(yīng)用于塑型，裝配，功能性測(cè)試以及概念設(shè)計(jì)。此外，F(xiàn)DM技術(shù)可以應(yīng)用于打樣與快速制造。
[0003]聚乳酸(PLA)是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。機(jī)械性能及物理性能良好。聚乳酸適用于吹塑、熱塑等各種加工方法，加工方便，應(yīng)用十分廣泛。相容性與可降解性良好。聚乳酸在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等，低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。
[0004]隨著科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，3D打印產(chǎn)品開始不僅限于工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支等領(lǐng)域，也開始走進(jìn)人們的日常生活，用以制作一些生活器具或裝飾品，但目前在生活中的應(yīng)用還是體現(xiàn)在所打印出來的產(chǎn)品的形狀帶來的用途，以及其色彩和形狀形成的藝術(shù)設(shè)計(jì)等，對(duì)3D打印的應(yīng)用開發(fā)還存在很大的空間，同時(shí)在可降解率、韌性和強(qiáng)度上都有待進(jìn)一步提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供所述具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的應(yīng)用。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數(shù)包括以下組分制成:PLAl 1?145份;驅(qū)蚊劑1?20份;夜光粉5?1份;光擴(kuò)散劑2?8份;交聯(lián)劑10?20份;偶聯(lián)劑2?5份;木質(zhì)素磺酸鈉10?30份;納米抗菌劑2?8份;助劑0.1?0.5份。
[0007]優(yōu)選的，所述驅(qū)蚊劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:七里香提取物2?4份;香茅膏2?4份;薄荷黃酮提取物3?6份;迷迭香提取物3?6份。
[0008]優(yōu)選的，所述光擴(kuò)散劑為有機(jī)硅光擴(kuò)散劑。
[0009]優(yōu)選的，所述夜光粉為稀土長(zhǎng)效夜光粉。
[0010]優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或者兩種的混合物;所述交聯(lián)劑為均苯三甲酸或乙酰乙酸甲酯中的一種或兩種的混合物。
[0011 ]優(yōu)選的，所述納米抗菌劑為納米二氧化鈦或納米銀中的一種或者兩種的混合物。
[0012]優(yōu)選的所述助劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:增塑劑0.05?0.2份；增韌劑0.05 ?0.3份。
[0013]優(yōu)選的，所述具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法如下:
[0014]I)將PLA顆粒高溫熔融，加入交聯(lián)劑進(jìn)行混合，接枝；
[0015]2)攪拌均勻后冷卻至200C?30°C，放入擠出機(jī)，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯(lián)劑的PLA粉末；
[0016]3)將步驟2)得到的將相應(yīng)重量份數(shù)的PLA粉末、木質(zhì)素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯(lián)劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻；
[0017]4)然后加入將相應(yīng)重量份數(shù)的驅(qū)蚊劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻；繼而加入相應(yīng)重量份數(shù)的夜光粉和光擴(kuò)散劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻；
[0018]5)冷卻至50°C?55°C，放入擠出機(jī)中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標(biāo)產(chǎn)物。
[0019]本發(fā)明同時(shí)提供的上述具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料在打印具有微孔結(jié)構(gòu)的驅(qū)蚊裝飾品中的應(yīng)用。
[0020]有益效果:
[0021]本發(fā)明提供的具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料，大幅增強(qiáng)了材料的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效提升了用該材料制成的3D打印產(chǎn)品的韌性，降解率高，抗菌效果好;更為重要的是，使用本發(fā)明提供的驅(qū)蚊型3D打印材料打印出的產(chǎn)品，在具有本身造型和形狀帶來的基本功能的基礎(chǔ)上，一方面可在夜間或者黑暗處發(fā)光起到輔助照明和辨識(shí)作用，另一方面有效避免光線引來的蚊蟲干擾，兼具優(yōu)良的驅(qū)蚊功效，且在驅(qū)蚊、抗菌、消炎的同時(shí)，有效抑制蟲卵的繁殖，清潔度高;最重要的是，驅(qū)蚊劑中的薄荷黃酮提取物和迷迭香提取物等在具有驅(qū)蚊作用的同時(shí)，還具有抗氧化作用，與其他組分協(xié)同進(jìn)一步整體顯著提高了本發(fā)明提供的驅(qū)蚊型3D打印材料的抗氧化性能、殺菌抑菌性能和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，加上整體組分協(xié)同擴(kuò)散效果好，使得本發(fā)明可廣泛用于打印驅(qū)蚊掛件、玩具手表、鞋、裝飾品等，尤其適用于打印兒童、老人隨身攜帶的具有微孔結(jié)構(gòu)的兼具輔助照明辨識(shí)和驅(qū)蚊功效的配飾，趣味性實(shí)用性兼具，且無毒害和放射性危害，安全性高，從3D打印材料方面，極大拓展了3D打印的應(yīng)用發(fā)展空間，意義顯著，可廣為推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1:一種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數(shù)包括以下組分制成:PLAl 10份;驅(qū)蚊劑10份;夜光粉5份;光擴(kuò)散劑2份;交聯(lián)劑10份;偶聯(lián)劑2份;木質(zhì)素磺酸鈉10份;納米抗菌劑2份;助劑0.1份。
[0023]其中驅(qū)蚊劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:七里香提取物2份;香茅膏2份;薄荷黃酮提取物3份;迷迭香提取物3份。
[0024]其中光擴(kuò)散劑為有機(jī)硅光擴(kuò)散劑。
[0025]其中夜光粉為稀土長(zhǎng)效夜光粉。
[0026]其中偶聯(lián)劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑。
[0027]其中交聯(lián)劑為乙酰乙酸甲酯。
[0028]其中納米抗菌劑為納米二氧化鈦。
[0029]其中助劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:增塑劑0.05份;增韌劑0.05份。
[0030]制備方法如下:I)將PLA顆粒高溫熔融，加入交聯(lián)劑進(jìn)行混合，接枝;2)攪拌均勻后冷卻至20°C?300C，放入擠出機(jī)，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯(lián)劑的PLA粉末;3)將步驟2)得到的將相應(yīng)重量份數(shù)的PLA粉末、木質(zhì)素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯(lián)劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻;4)然后加入將相應(yīng)重量份數(shù)的驅(qū)蚊劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻;繼而加入相應(yīng)重量份數(shù)的夜光粉和光擴(kuò)散劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻;5)冷卻至500C?550C，放入擠出機(jī)中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標(biāo)產(chǎn)物。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，材料的柔韌性能達(dá)到80.5Mpa、缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到47.27MJ/m2。
[0031]實(shí)施例2:—種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數(shù)包括以下組分制成:PLA145份;驅(qū)蚊劑20份;夜光粉10份;光擴(kuò)散劑8份;交聯(lián)劑20份;偶聯(lián)劑5份;木質(zhì)素磺酸鈉30份;納米抗菌劑8份;助劑0.5份。
[0032]其中驅(qū)蚊劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:七里香提取物4份;香茅膏4份;薄荷黃酮提取物6份;迷迭香提取物6份。
[0033]其中光擴(kuò)散劑為有機(jī)硅光擴(kuò)散劑。
[0034]其中夜光粉為稀土長(zhǎng)效夜光粉。
[0035]其中偶聯(lián)劑為絡(luò)絡(luò)合物偶聯(lián)劑。
[0036]其中交聯(lián)劑為均苯三甲酸。
[0037 ]其中納米抗菌劑為納米二氧化鈦與納米銀的混合物。
[0038]其中助劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:增塑劑0.2份;增韌劑0.3份。
[0039]制備方法如下:I)將PLA顆粒高溫熔融，加入交聯(lián)劑進(jìn)行混合，接枝;2)攪拌均勻后冷卻至20°C?300C，放入擠出機(jī)，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯(lián)劑的PLA粉末;3)將步驟2)得到的將相應(yīng)重量份數(shù)的PLA粉末、木質(zhì)素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯(lián)劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻;4)然后加入將相應(yīng)重量份數(shù)的驅(qū)蚊劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻;繼而加入相應(yīng)重量份數(shù)的夜光粉和光擴(kuò)散劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻;5)冷卻至500C?550C，放入擠出機(jī)中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標(biāo)產(chǎn)物。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，材料的柔韌性能達(dá)到81.3Mpa、缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到47.05MJ/m2。
[0040]實(shí)施例3:—種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數(shù)包括以下組分制成:PLAl 30份;驅(qū)蚊劑15份;夜光粉8份;光擴(kuò)散劑6份;交聯(lián)劑15份;偶聯(lián)劑3份;木質(zhì)素磺酸鈉20份;納米抗菌劑5份;助劑0.25份。
[0041]其中驅(qū)蚊劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:七里香提取物3份;香茅膏3份;薄荷黃酮提取物5份;迷迭香提取物4份。
[0042 ]其中光擴(kuò)散劑為有機(jī)硅光擴(kuò)散劑。
[0043]其中夜光粉為稀土長(zhǎng)效夜光粉。
[0044]其中偶聯(lián)劑為鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑與鋁酸酯偶聯(lián)劑的混合物，比例為2:3。
[0045]其中交聯(lián)劑為均苯三甲酸與乙酰乙酸甲酯中的混合物，比例為2:1。
[0046]其中納米抗菌劑為納米銀。
[0047]其中助劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:增塑劑0.1份;增韌劑0.15份。
[0048]制備方法如下:I)將PLA顆粒高溫熔融，加入交聯(lián)劑進(jìn)行混合，接枝;2)攪拌均勻后冷卻至20°C?300C，放入擠出機(jī)，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯(lián)劑的PLA粉末;3)將步驟2)得到的將相應(yīng)重量份數(shù)的PLA粉末、木質(zhì)素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯(lián)劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻;4)然后加入將相應(yīng)重量份數(shù)的驅(qū)蚊劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻;繼而加入相應(yīng)重量份數(shù)的夜光粉和光擴(kuò)散劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻;5)冷卻至500C?550C，放入擠出機(jī)中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標(biāo)產(chǎn)物。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，材料的柔韌性能達(dá)到82.1Mpa,缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到48.03MJ/m2。
[0049 ]實(shí)施例4: 一種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數(shù)包括以下組分制成:PLAl 20份;驅(qū)蚊劑12份;夜光粉6份;光擴(kuò)散劑4份;交聯(lián)劑12份;偶聯(lián)劑3份;木質(zhì)素磺酸鈉15份;納米抗菌劑4份;助劑0.2份。
[0050]其中驅(qū)蚊劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:七里香提取物3份;香茅膏3份;薄荷黃酮提取物3份;迷迭香提取物3份。
[0051 ]其中光擴(kuò)散劑為有機(jī)硅光擴(kuò)散劑。
[0052]其中夜光粉為稀土長(zhǎng)效夜光粉。
[0053]其中偶聯(lián)劑為鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑與鋁酸酯偶聯(lián)劑的混合物，比例為1:0.5。
[0054]其中交聯(lián)劑為均苯三甲酸與乙酰乙酸甲酯的混合物，比例為0.5:1。
[0055]其中納米抗菌劑為納米二氧化鈦與納米銀的混合物，比例為0.5:1。
[0056]其中助劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:增塑劑0.1份;增韌劑0.1份。
[0057]制備方法如下:I)將PLA顆粒高溫熔融，加入交聯(lián)劑進(jìn)行混合，接枝;2)攪拌均勻后冷卻至20°C?300C，放入擠出機(jī)，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯(lián)劑的PLA粉末;3)將步驟2)得到的將相應(yīng)重量份數(shù)的PLA粉末、木質(zhì)素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯(lián)劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻;4)然后加入將相應(yīng)重量份數(shù)的驅(qū)蚊劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻;繼而加入相應(yīng)重量份數(shù)的夜光粉和光擴(kuò)散劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻;5)冷卻至500C?550C，放入擠出機(jī)中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標(biāo)產(chǎn)物。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，材料的柔韌性能達(dá)到80.4Mpa、缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到47.lMJ/m2。
[0058]實(shí)施例5:—種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數(shù)包括以下組分制成:PLAl 35份;驅(qū)蚊劑16份;夜光粉8份;光擴(kuò)散劑6份;交聯(lián)劑18份;偶聯(lián)劑4份;木質(zhì)素磺酸鈉25份;納米抗菌劑6份;助劑0.4份。
[0059]其中驅(qū)蚊劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:七里香提取物4份;香茅膏4份;薄荷黃酮提取物4份;迷迭香提取物4份。
[0060]其中光擴(kuò)散劑為有機(jī)硅光擴(kuò)散劑。
[0061 ]其中夜光粉為稀土長(zhǎng)效夜光粉。
[0062]其中偶聯(lián)劑為鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑。
[0063]其中交聯(lián)劑為乙酰乙酸甲酯。
[0064]其中納米抗菌劑為納米銀。
[0065]其中助劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:增塑劑0.2份;增韌劑0.2份。
[0066]制備方法如下:I)將PLA顆粒高溫熔融，加入交聯(lián)劑進(jìn)行混合，接枝;2)攪拌均勻后冷卻至20°C?300C，放入擠出機(jī)，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯(lián)劑的PLA粉末;3)將步驟2)得到的將相應(yīng)重量份數(shù)的PLA粉末、木質(zhì)素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯(lián)劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻;4)然后加入將相應(yīng)重量份數(shù)的驅(qū)蚊劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻;繼而加入相應(yīng)重量份數(shù)的夜光粉和光擴(kuò)散劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻;5)冷卻至500C?550C，放入擠出機(jī)中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標(biāo)產(chǎn)物。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，材料的柔韌性能達(dá)到81.6Mpa、缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到47.7MJ/m2。
[0067]上述實(shí)施例提供的具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料應(yīng)用在打印驅(qū)蚊裝飾品或輔助照明、輔助辨識(shí)的用具中，尤其是應(yīng)用在打印具有微孔結(jié)構(gòu)的裝飾品或用具中，作為野營(yíng)用具、園林裝飾或隨身攜帶的驅(qū)蚊配飾等中，具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)和顯著的實(shí)用意義，可廣為推廣。
[0068]以上實(shí)施列對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成限定，相關(guān)工作人員在不偏離本發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，所進(jìn)行的多樣變化和修改，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 1)將PLA顆粒高溫熔融，加入交聯(lián)劑進(jìn)行混合，接枝； 2)攪拌均勻后冷卻至20°C?30 0C，放入擠出機(jī)，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯(lián)劑的PLA粉末； 3)將步驟2)得到的相應(yīng)重量份數(shù)的PLA粉末、木質(zhì)素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯(lián)劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻； 4)然后加入將相應(yīng)重量份數(shù)的驅(qū)蚊劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻；繼而加入相應(yīng)重量份數(shù)的夜光粉和光擴(kuò)散劑，繼續(xù)混合并攪拌均勻； 5)冷卻至50°C?55°C，放入擠出機(jī)中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標(biāo)產(chǎn)物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料按照重量份數(shù)包括以下組分制成:PLA110?145份;驅(qū)蚊劑10?20份;夜光粉5?10份;光擴(kuò)散劑2?8份;交聯(lián)劑10?20份;偶聯(lián)劑2?5份;木質(zhì)素磺酸鈉10?30份;納米抗菌劑2?8份;助劑0.1?0.5份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，所述驅(qū)蚊劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:七里香提取物2?4份;香茅膏2?4份;薄荷黃酮提取物3?6份;迷迭香提取物3?6份。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，所述光擴(kuò)散劑為有機(jī)硅光擴(kuò)散劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，所述夜光粉為稀土長(zhǎng)效夜光粉。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或者兩種的混合物;所述交聯(lián)劑為均苯三甲酸或乙酰乙酸甲酯中的一種或兩種的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，所述納米抗菌劑為納米二氧化鈦或納米銀中的一種或者兩種的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有驅(qū)蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，所述助劑按照重量份數(shù)包括以下組分制成:增塑劑0.05?0.2份;增韌劑0.05?0.3份。
【文檔編號(hào)】C08K5/101GK105820525SQ201610240352
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年5月29日
【發(fā)明人】魏宏輝, 許守榮, 魏天浩, 魏妗羽
【申請(qǐng)人】江蘇浩宇電子科技有限公司