一種具有自清潔抗菌的3d打印用的聚氨酯復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其由以下重量份計的原料組成：聚氨酯90~100份，無機填料5~10份，石墨烯/TiO2清潔材料0.5~1份，多壁碳納米管/納米銀抗菌材料0.5~1份，石墨烯0~5份，光穩(wěn)定劑0.1~1份，偶聯(lián)劑5~10份，流平劑0.1~2份，分散潤滑劑1~6份和抗氧劑0.1~1份；其中，石墨烯/TiO2清潔材料與多壁碳納米管/納米銀抗菌材料的重量份比為（2~3）：（1~3）。制得的所述熱塑性聚氨酯復(fù)合材料具有良好的柔韌性和優(yōu)異的力學(xué)性能，還具有優(yōu)異自清潔及防污性能，進一步拓寬了3D打印的應(yīng)用范圍。
【專利說明】
一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，特別是一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合 材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 3D打印技術(shù)又稱增材制造技術(shù)，實際上是快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，它是一 種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來 構(gòu)造物體的技術(shù)?；驹硎钳B層制造，逐層增加材料來生成三維實體的技術(shù)。目前，3D打 印技術(shù)主要被應(yīng)用于產(chǎn)品原型、模具制造以及藝術(shù)創(chuàng)作、珠寶制作等領(lǐng)域，替代這些傳統(tǒng)依 賴的精細加工工藝。另外，3D打印技術(shù)逐漸應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物工程、建筑、服裝、航空等領(lǐng) 域，為創(chuàng)新開拓了廣闊的空間。但是，3D打印技術(shù)打印出來的產(chǎn)品在儲存，運輸以及使用過 程中，由于周圍環(huán)境及空氣中濕度，有害顆粒及氣體等的影響，在其表面容易滋生細菌，富 集污染物質(zhì)等，會對人體健康造成不利影響。目前，市面上流行的3D打印產(chǎn)品及其原材料的 抗菌防污自清潔功能并不是很理想，還有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具有自清潔抗菌的3D打印用的 聚氨酯復(fù)合材料，其還具有良好的柔韌性和優(yōu)異的力學(xué)性能，進一步拓寬了3D打印的應(yīng)用 范圍。
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)： 一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其由以下重量份計的原料組成： 聚氨酯90~100份，無機填料5~10份，石墨稀/Ti〇2清潔材料0.5~1份，多壁碳納米管/納米銀 抗菌材料0.5~1份，石墨烯0~5份，光穩(wěn)定劑0.1~1份，偶聯(lián)劑5~10份，流平劑0.1~2份，分散潤 滑劑1~6份和抗氧劑0.1~1份;其中，石墨稀/Ti〇2清潔材料與多壁碳納米管/納米銀抗菌材 料的重量份比為(2~3) : (1~3); 所述3D打印用的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 預(yù)處理聚氨酯原料:將聚氨酯原料粉碎成300目粉末，分散于純水中，超聲(功率200 ~300W) 1小時后，邊超聲邊微波輻照（2500~3000MHz，溫度控制在80~90 °C ) 1小時；停止超聲 及微波輻照，洗滌，出料，干燥，即得預(yù)處理聚氨酯； (2) 制備第一 PU母粒:將石墨烯/Ti〇2清潔材料超聲攪拌(300~500KW超聲震動和1000~ 1400r/min離心速度攪拌)分散于純水中，得第一分散液，備用;將多壁碳納米管/納米銀抗 菌材料超聲攪拌(300~500KW超聲震動和1000~1400r/min離心速度攪拌)分散于純水中，得 第二分散液，備用；在加熱溫度(50~60°C)下，將五分之三的預(yù)處理聚氨酯溶解于有機溶劑 中，得到聚氨酯溶液，一分為三得第一份、第二份、第三份聚氨酯溶液，備用;恒溫狀態(tài)(50~ 60°C)下，邊高速攪拌（1000~1400r/min)邊超聲（功率300~500KW)第一份聚氨酯溶液，滴加 第一分散液，超聲攪拌30~60min;繼續(xù)滴加第二份聚氨酯溶液，超聲攪拌30~60min;繼續(xù)滴 加第二分散液，超聲攪拌30~60min;繼續(xù)滴加第三份聚氨酯溶液，超聲攪拌30~60min，得到 聚氨酯混合液;將聚氨酯混合液通入噴霧干燥器的貯備槽中，以200~300ml/min的速度將 聚氨酯混合液噴射到噴霧干燥器中，干燥得第一母粒;所述噴霧干燥器的噴嘴直徑為0.5 ~0.7臟，干燥空氣流速在30~35111 3/11，溫度120~160°(：; (3 )將剩余預(yù)處理聚氨酯，第一 母粒，石墨烯，光穩(wěn)定劑，偶聯(lián)劑，流平劑，分散潤滑劑 和抗氧劑熔融混合后加入到機械研磨粉碎機中，粉碎后得到平均粒徑為30~40μπι的聚氨酯 復(fù)合材料粉末，置于95 °C下干燥2h;將干燥后的粉末加入雙螺桿擠出機，然后冷卻成型得到 成型線材，收卷，得到3D打印機用的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。
[0005] 在本發(fā)明中，所述石墨烯/Ti02清潔材料和多壁碳納米管/納米銀抗菌材料的重量 份比為2:3。
[0006] 在本發(fā)明中，具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料由以下重量份計的原 料組成:聚氨酯100份，無機填料8份，石墨稀/Ti〇2清潔材料0.6份，多壁碳納米管/納米銀抗 菌材料〇. 9份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶聯(lián)劑5份，流平劑0.1份，分散潤滑劑3份和抗氧劑0.5份。
[0007] 在本發(fā)明中，具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料由以下重量份計的原 料組成:聚氨酯100份，無機填料8份，石墨稀/Ti〇2清潔材料0.9份，多壁碳納米管/納米銀抗 菌材料〇. 6份，石墨烯3份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶聯(lián)劑5份，流平劑0.1份，分散潤滑劑3份和抗氧 劑0.5份。
[0008] 在本發(fā)明中，具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料由以下重量份計的原 料組成:聚氨酯100份，無機填料8份，石墨稀/Ti〇2清潔材料0.8份，多壁碳納米管/納米銀抗 菌材料〇. 8份，石墨烯3份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶聯(lián)劑5份，流平劑0.1份，分散潤滑劑3份和抗氧 劑0.5份。
[0009] 在本發(fā)明中，所述石墨烯/Ti02清潔材料制備方法如下:將石墨烯超聲攪拌，700KW 超聲震動和1300r/min離心速度攪拌，分散于乙醇中，得到石墨烯分散液;將Ti02粉末加入 100ml乙醇中，在1300kW超聲震動和1500r/min離心速度攪拌下分散lOOmin后制得Ti0 2分散 液;在100kW超聲下往石墨烯分散液中緩慢滴加 Ti02分散液，超聲60min，然后抽濾、烘干，制 得石墨稀/Ti〇2清潔材料，其中，所述石墨稀與Ti〇2的質(zhì)量比為1:3。
[0010] 在本發(fā)明中，所述多壁碳納米管/納米銀抗菌材料制備方法如下:將多壁碳納米管 加入100ml去離子水中，在800kW超聲震動和1300r/min離心速度攪拌下分散200min后制得 碳納米管分散液;在500kW超聲下往碳納米管分散液中加入納米銀顆粒，超聲90min，然后抽 濾、烘干，制得多壁碳納米管/納米銀抗菌材料，其中，所述多壁碳納米管與納米銀的質(zhì)量比 為 2:5〇
[0011] 本發(fā)明具有如下有益效果： 制得的所述熱塑性聚氨酯復(fù)合材料具有良好的柔韌性和優(yōu)異的力學(xué)性能，還具有優(yōu)異 自清潔及防污性能，進一步拓寬了3D打印的應(yīng)用范圍；將納米銀顆粒和納米Ti02粉末分別 吸附在多壁碳納米管和石墨烯上形成復(fù)合材料，并通過多次試驗獲得科學(xué)配比，在實現(xiàn)較 佳的3D打印制品的力學(xué)性能的同時，進一步提高3D打印產(chǎn)品的表面自清潔和抗菌抑菌功 能。
【具體實施方式】
[0012] 在本發(fā)明中， (1)石墨烯由以下方法制得:取一定量酸素石墨，在空氣中1000 °C處理2小時，然后在8% H2的氮氫混合氣中1100°C原位還原處理1.0小時，再加入質(zhì)量比3%的聚乙二醇酯和質(zhì)量比 5.0%的四羧酸二酐二萘，與水配成濃度為82.0%的漿體，先在功率為700W的超聲波輔助下進 行4000轉(zhuǎn)/min球磨10小時，再調(diào)整至300W超聲波下進行2000轉(zhuǎn)/min球磨5小時，球磨后經(jīng)高 速離心機10000轉(zhuǎn)/min分離，冷凍干燥，獲得石墨烯固體。
[0013] (2)所述石墨烯/Ti02清潔材料制備方法如下:將石墨烯超聲攪拌，700KW超聲震動 和1300r/min離心速度攪拌，分散于乙醇中，得到石墨烯分散液;將Ti02粉末加入100ml乙醇 中，在1300kW超聲震動和1500r/min離心速度攪拌下分散lOOmin后制得1102分散液；在 100kW超聲下往石墨烯分散液中緩慢滴加 Ti02分散液，超聲60min，然后抽濾、烘干，制得石 墨稀/Ti〇2清潔材料，其中，所述石墨稀與Ti〇2的質(zhì)量比為1:3。所述Ti〇2粉末優(yōu)選為平均粒 徑約15nm的二氧化鈦顆粒。
[0014] (3)所述多壁碳納米管/納米銀抗菌材料制備方法如下：將多壁碳納米管加入 100ml去離子水中，在800kW超聲震動和1300r/min離心速度攪拌下分散200min后制得碳納 米管分散液;在500kW超聲下往碳納米管分散液中加入納米銀顆粒，超聲90min，然后抽濾、 烘干，制得多壁碳納米管/納米銀抗菌材料，其中，所述多壁碳納米管與納米銀的質(zhì)量比為 2:5。所述納米銀顆粒優(yōu)選為平均粒徑約10nm的納米銀顆粒。
[0015] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0016] 實施例1 一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其由以下重量份計的原料組成： 聚氨酯100份，無機填料8份，石墨稀/Ti〇2清潔材料0.6份，多壁碳納米管/納米銀抗菌材料 0.9份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶聯(lián)劑5份，流平劑0.1份，分散潤滑劑3份和抗氧劑0.5份。
[0017] 該復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟： (1) 預(yù)處理聚氨酯原料:將聚氨酯原料粉碎成300目粉末，分散于純水中，超聲（功率 300W)1小時后，邊超聲邊微波輻照（2500MHz，溫度控制在85°C )1小時；停止超聲及微波輻 照，洗滌，出料，干燥，即得預(yù)處理聚氨酯； (2) 制備第一PU母粒:將石墨烯/ Ti02清潔材料超聲攪拌(500KW超聲震動和1200r/min 離心速度攪拌)分散于純水中，得第一分散液，備用;將多壁碳納米管/納米銀抗菌材料超聲 攪拌(500KW超聲震動和1200r/min離心速度攪拌)分散于純水中，得第二分散液，備用;在加 熱溫度(60°C)下，將五分之三的預(yù)處理聚氨酯溶解于有機溶劑中，得到聚氨酯溶液，一分為 三得第一份、第二份、第三份聚氨酯溶液，備用；恒溫狀態(tài)（60°C)下，邊高速攪拌（1200r/ min)邊超聲(功率500KW)第一份聚氨酯溶液，滴加第一分散液，超聲攪拌30min;繼續(xù)滴加第 二份聚氨酯溶液，超聲攪拌30min;繼續(xù)滴加第二分散液，超聲攪拌30min;繼續(xù)滴加第三份 聚氨酯溶液，超聲攪拌30min，得到聚氨酯混合液;將聚氨酯混合液通入噴霧干燥器的貯備 槽中，以300ml/min的速度將聚氨酯混合液噴射到噴霧干燥器中，干燥得第一PU母粒;所述 噴霧干燥器的噴嘴直徑為〇. 6_，干燥空氣流速在35m3/h，溫度150 °C ; (3) 將剩余預(yù)處理聚氨酯，第一 母粒，光穩(wěn)定劑，偶聯(lián)劑，流平劑，分散潤滑劑和抗氧 劑熔融混合后加入到機械研磨粉碎機中，粉碎后得到平均粒徑為30~40μπι的聚氨酯復(fù)合材 料粉末，置于95°C下干燥2h;將干燥后的粉末加入雙螺桿擠出機，然后冷卻成型得到成型線 材，收卷，得到3D打印機用的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的拉伸強度 為23.41MPa，楊氏模量為0.05GPa。
[0018] 實施例2 基于實施例1，不同之處在于:石墨稀/Ti〇2清潔材料0.9份，多壁碳納米管/納米銀抗菌 材料〇. 6份。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的拉伸強度為22.65MPa，楊氏模量為0.05GPa。
[0019] 實施例3 基于實施例1，不同之處在于:石墨稀/Ti〇2清潔材料0.8份，多壁碳納米管/納米銀抗菌 材料〇. 8份。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的拉伸強度為23.15MPa，楊氏模量為0.05GPa。
[0020] 實施例4 基于實施例1，不同之處在于:增加石墨烯3份。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的拉伸強度為 41 · 55MPa，楊氏模量為 0 · 06GPa。
[0021] 實施例5 一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其由以下重量份計的原料組成： 聚氨酯100份，無機填料8份，石墨稀/Ti〇2清潔材料0.6份，多壁碳納米管/納米銀抗菌材料 〇. 9份，石墨稀量子點0.5份，多孔石墨稀1份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶聯(lián)劑5份，流平劑0.1份，分 散潤滑劑3份和抗氧劑0.5份。
[0022]該復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟： (1) 預(yù)處理聚氨酯原料:將聚氨酯原料粉碎成300目粉末，分散于純水中，超聲（功率 300W)1小時后，邊超聲邊微波輻照（2500MHz，溫度控制在85°C )1小時；停止超聲及微波輻 照，洗滌，出料，干燥，即得預(yù)處理聚氨酯； (2) 制備第一PU母粒:將石墨烯/ Ti02清潔材料超聲攪拌(500KW超聲震動和1200r/min 離心速度攪拌)分散于純水中，得第一分散液，備用;將多壁碳納米管/納米銀抗菌材料超聲 攪拌(500KW超聲震動和1200r/min離心速度攪拌)分散于純水中，得第二分散液，備用;在加 熱溫度(60°C)下，將五分之三的預(yù)處理聚氨酯溶解于有機溶劑中，得到聚氨酯溶液，一分為 三得第一份、第二份、第三份聚氨酯溶液，備用；恒溫狀態(tài)（60°C)下，邊高速攪拌（1200r/ min)邊超聲(功率500KW)第一份聚氨酯溶液，滴加第一分散液，超聲攪拌30min;繼續(xù)滴加第 二份聚氨酯溶液，超聲攪拌30min;繼續(xù)滴加第二分散液，超聲攪拌30min;繼續(xù)滴加第三份 聚氨酯溶液，超聲攪拌30min;繼續(xù)滴加石墨烯量子點溶液，超聲攪拌30min，得到聚氨酯混 合液;將聚氨酯混合液通入噴霧干燥器的貯備槽中，以300ml/min的速度將聚氨酯混合液噴 射到噴霧干燥器中，干燥得第一PU母粒;所述噴霧干燥器的噴嘴直徑為0.6mm，干燥空氣流 速在 35m3/h，溫度 150°C; (3) 制備第二母粒:將多孔石墨烯超聲攪拌(500KW超聲震動和1200r/min離心速度攪 拌)分散于純水中，得多孔石墨烯分散液，備用;在加熱溫度(60°C)下，將五分之一的預(yù)處理 聚氨酯溶解于有機溶劑中，得到聚氨酯溶液;恒溫狀態(tài)(60°C)下，邊高速攪拌（1200r/min) 邊超聲(功率500KW)聚氨酯溶液，滴加多孔石墨烯分散液，超聲攪拌60min，得到石墨烯聚氨 酯混合液;將石墨烯聚氨酯混合液通入噴霧干燥器的貯備槽中，以300ml/min的速度將石墨 烯聚氨酯混合液噴射到噴霧干燥器中，干燥得第二PU母粒;所述噴霧干燥器的噴嘴直徑為 0 · 6mm，干燥空氣流速在35m3/h，溫度150。。； 將剩余預(yù)處理聚氨酯，第一 PU母粒，第二母粒，光穩(wěn)定劑，偶聯(lián)劑，流平劑，分散潤滑 劑和抗氧劑熔融混合后加入到機械研磨粉碎機中，粉碎后得到平均粒徑為30~40μπι的聚氨 酯復(fù)合材料粉末，置于95°C下干燥2h;將干燥后的粉末加入雙螺桿擠出機，然后冷卻成型得 到成型線材，收卷，得到3D打印機用的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的 拉伸強度為78.98MPa，楊氏模量為0.07GPa。
[0023] 所述多孔石墨烯的制備方法參照中國專利申請CN104555999A的實施例1;所述石 墨烯量子點的制備方法參照中國專利CN102190296B的實施例5。需要說明的是，制備好石墨 烯量子點，再根據(jù)實際用量超聲攪拌(500KW超聲震動和1200r/min離心速度攪拌)分散于乙 醇中，這僅是一種實施方式，還可以通過其他方式獲得。
[0024] 實施例6 基于實施例5,不同之處在于:所述石墨烯量子點占聚氨酯的質(zhì)量百分數(shù)為0.8%;多孔 石墨烯占聚氨酯的質(zhì)量百分數(shù)為2%。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的拉伸強度為85.65MPa，楊 氏模量為〇.〇9GPa。
[0025] 實施例7 基于實施例5,不同之處在于:所述石墨烯量子點占聚氨酯的質(zhì)量百分數(shù)為1%;多孔石 墨烯占聚氨酯的質(zhì)量百分數(shù)為0.5%。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的拉伸強度為80.28MPa，楊 氏模量為〇.〇8GPa。
[0026] 對比例1 一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其由以下重量份計的原料組成： 聚氨酯100份，無機填料8份，Ti020.8份，納米銀0.8份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶聯(lián)劑5份，流平劑 〇. 1份，分散潤滑劑3份和抗氧劑0.5份。
[0027] 該復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:按比例稱取各種原料;將各原料熔融混合 后加入到機械研磨粉碎機中，粉碎后得到平均粒徑為30~40μπι的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料粉 末，置于95°C下干燥2h;將干燥后的粉末加入雙螺桿擠出機，然后冷卻成型得到成型線材， 收卷，得到3D打印機用的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的拉伸強度為 16.8210^，楊氏模量為0.036卩&。
[0028] 對比例2 一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其由以下重量份計的原料組成： 聚氨酯100份，無機填料8份，石墨稀/Ti〇2清潔材料0.8份，納米銀0.8份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶 聯(lián)劑5份，流平劑0.1份，分散潤滑劑3份和抗氧劑0.5份。
[0029] 該復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:按比例稱取各種原料;將各原料熔融混合 后加入到機械研磨粉碎機中，粉碎后得到平均粒徑為30~40μπι的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料粉 末，置于95°C下干燥2h;將干燥后的粉末加入雙螺桿擠出機，然后冷卻成型得到成型線材， 收卷，得到3D打印機用的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的拉伸強度為 18.62MPa，楊氏模量為 0.04GPa。
[0030] 對比例3 一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其由以下重量份計的原料組成： 聚氨酯100份，無機填料8份，Ti02 0.8份，多壁碳納米管/納米銀0.8份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶 聯(lián)劑5份，流平劑0.1份，分散潤滑劑3份和抗氧劑0.5份。
[0031]該復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:按比例稱取各種原料;將各原料熔融混合 后加入到機械研磨粉碎機中，粉碎后得到平均粒徑為30~40μπι的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料粉 末，置于95°C下干燥2h;將干燥后的粉末加入雙螺桿擠出機，然后冷卻成型得到成型線材， 收卷，得到3D打印機用的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的拉伸強度為 17.95MPa，楊氏模量為 0.04GPa。
[0032] 對比例4 一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其由以下重量份計的原料組成： 聚氨酯100份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶聯(lián)劑5份，流平劑0.1份，分散潤滑劑3份和抗氧劑0.5份。 [0033]該復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:按比例稱取各種原料;將各原料熔融混合 后加入到機械研磨粉碎機中，粉碎后得到平均粒徑為30~40μπι的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料粉 末，置于95°C下干燥2h;將干燥后的粉末加入雙螺桿擠出機，然后冷卻成型得到成型線材， 收卷，得到3D打印機用的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。所制備的聚氨酯復(fù)合材料的拉伸強度為 8 · 5MPa，楊氏模量為0 · 02GPa。
[0034]效果測試 對實施例1~7以及對比例1~4得到的成品進行測試： (1)抗菌性能測試:根據(jù)GB/T23763-2009國家標(biāo)準進行檢測，選用大腸桿菌ATCC8739和 金黃色葡萄球菌ATCC6538P為菌種。
[0035] (2)防污性的測試:根據(jù)GB/T3810.14-2006國家標(biāo)準進行檢測，選用鉻綠為污染 劑。
[0036] 檢測結(jié)果:如下表所示：
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此 而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方 案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其由以下重量份計的原料組 成:聚氨酯90~100份，無機填料5~10份，石墨稀/Ti〇2清潔材料0.5~1份，多壁碳納米管/納米 銀抗菌材料0.5~1份，石墨烯0~5份，光穩(wěn)定劑0.1~1份，偶聯(lián)劑5~10份，流平劑0.1~2份，分散 潤滑劑1~6份和抗氧劑0.1~1份;其中，石墨烯/Ti0 2清潔材料與多壁碳納米管/納米銀抗菌 材料的重量份比為(2~3) : (1~3); 所述聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 預(yù)處理聚氨酯原料:將聚氨酯原料粉碎成300目粉末，分散于純水中，超聲1小時后， 邊超聲邊微波輻照1小時;停止超聲及微波輻照，洗滌，出料，干燥，即得預(yù)處理聚氨酯； (2) 制備第一PU母粒:將石墨烯/Ti02清潔材料超聲攪拌分散于純水中，得第一分散液， 備用;將多壁碳納米管/納米銀抗菌材料超聲攪拌分散于純水中，得第二分散液，備用;在加 熱溫度下，將五分之三的預(yù)處理聚氨酯溶解于有機溶劑中，得到聚氨酯溶液，一分為三得第 一份、第二份、第三份聚氨酯溶液，備用；恒溫狀態(tài)下，邊高速攪拌邊超聲第一份聚氨酯溶 液，滴加第一分散液，超聲攪拌30~60min;繼續(xù)滴加第二份聚氨酯溶液，超聲攪拌30~60min; 繼續(xù)滴加第二分散液，超聲攪拌30~60min;繼續(xù)滴加第三份聚氨酯溶液，超聲攪拌30~ 60min，得到聚氨酯混合液；將聚氨酯混合液通入噴霧干燥器的貯備槽中，以200~300ml/ min的速度將聚氨酯混合液噴射到噴霧干燥器中，干燥得第一PU母粒； (3) 將剩余預(yù)處理聚氨酯，第一 母粒，石墨烯，光穩(wěn)定劑，偶聯(lián)劑，流平劑，分散潤滑劑 和抗氧劑熔融混合后加入到機械研磨粉碎機中，粉碎后得到平均粒徑為30~40μπι的聚氨酯 復(fù)合材料粉末;置于95 °C下干燥2h;將干燥后的粉末加入雙螺桿擠出機，然后冷卻成型得到 成型線材，收卷，得到3D打印機用的聚氨酯復(fù)合材料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于， 所述石墨烯/Ti02清潔材料和多壁碳納米管/納米銀抗菌材料的重量份比為2:3。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于， 其由以下重量份計的原料組成:聚氨酯100份，無機填料8份，石墨烯/Ti0 2清潔材料0.6份， 多壁碳納米管/納米銀抗菌材料0.9份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶聯(lián)劑5份，流平劑0.1份，分散潤滑 劑3份和抗氧劑0.5份。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于， 其由以下重量份計的原料組成:聚氨酯100份，無機填料8份，石墨烯/Ti0 2清潔材料0.9份， 多壁碳納米管/納米銀抗菌材料0.6份，石墨烯3份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶聯(lián)劑5份，流平劑0.1 份，分散潤滑劑3份和抗氧劑0.5份。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于， 其由以下重量份計的原料組成:聚氨酯100份，無機填料8份，石墨烯/Ti0 2清潔材料0.8份， 多壁碳納米管/納米銀抗菌材料0.8份，石墨烯3份，光穩(wěn)定劑0.2份，偶聯(lián)劑5份，流平劑0.1 份，分散潤滑劑3份和抗氧劑0.5份。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其特 征在于，所述石墨烯/Ti02清潔材料制備方法如下：將石墨烯超聲攪拌，700KW超聲震動和 1300r/min離心速度攪拌，分散于乙醇中，得到石墨烯分散液；將Ti0 2粉末加入100ml乙醇 中，在1300kW超聲震動和1500r/min離心速度攪拌下分散lOOmin后制得110 2分散液；在 100kW超聲下往石墨烯分散液中緩慢滴加 Ti02分散液，超聲60min，然后抽濾、烘干，制得石 墨稀/Ti〇2清潔材料，其中，所述石墨稀與Ti〇2的質(zhì)量比為1:3。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的具有自清潔抗菌的3D打印用的聚氨酯復(fù)合材料，其特 征在于，所述多壁碳納米管/納米銀抗菌材料制備方法如下:將多壁碳納米管加入100ml去 離子水中，在800kW超聲震動和1300r/min離心速度攪拌下分散200min后制得碳納米管分散 液;在500kW超聲下往碳納米管分散液中加入納米銀顆粒，超聲90min，然后抽濾、烘干，制得 多壁碳納米管/納米銀抗菌材料，其中，所述多壁碳納米管與納米銀的質(zhì)量比為2:5。
【文檔編號】C08J3/22GK106009617SQ201610612835
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】黎淑娟
【申請人】佛山市高明區(qū)誠睿基科技有限公司