一種具有驅蚊及夜光效果的3d打印材料的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料及應用，該3D打印材料按照重量份數包括以下組分制成：PLA110～145份；驅蚊劑10～20份；夜光粉5～10份；光擴散劑2～8份；交聯劑10～20份；偶聯劑2～5份；木質素磺酸鈉10～30份；納米抗菌劑2～8份；助劑0.1～0.5份。本發明大幅增強了材料的網絡結構，有效提升了3D打印產品的韌性，降解率高，抗菌效果好，兼具優良的輔助照明、辨識和驅蚊功效；最重要的是驅蚊劑中的薄荷黃酮提取物和迷迭香提取物等在具有驅蚊作用的同時，與其他組分協同作用顯著提高了3D打印材料的抗氧化性能、殺菌抑菌性能和網絡結構，實用性高，安全性高，意義顯著，可廣為推廣應用。
【專利說明】
一種具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于3D打印領域，具體涉及一種3D打印用材料及應用。
【背景技術】
[0002]隨著3D打印技術日新月異的發展，3D打印的概念逐漸被公眾知悉。FDM技術是利用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的細絲，由沉積在層層堆棧基礎上的方式，從3D CAD資料直接建構原型。該技術通常應用于塑型，裝配，功能性測試以及概念設計。此外，FDM技術可以應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，應用十分廣泛。相容性與可降解性良好。聚乳酸在醫藥領域應用也非常廣泛，如可生產一次性輸液用具、免拆型手術縫合線等，低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。
[0004]隨著科技發展和社會進步，3D打印產品開始不僅限于工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支等領域，也開始走進人們的日常生活，用以制作一些生活器具或裝飾品，但目前在生活中的應用還是體現在所打印出來的產品的形狀帶來的用途，以及其色彩和形狀形成的藝術設計等，對3D打印的應用開發還存在很大的空間，同時在可降解率、韌性和強度上都有待進一步提升。
【發明內容】
[0005]發明目的:針對現有技術存在的問題，本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料。本發明所要解決的第二個技術問題是提供所述具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料的應用。
[0006]技術方案:為解決上述技術問題，本發明提供了一種具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數包括以下組分制成:PLAl 1?145份;驅蚊劑1?20份;夜光粉5?1份;光擴散劑2?8份;交聯劑10?20份;偶聯劑2?5份;木質素磺酸鈉10?30份;納米抗菌劑2?8份;助劑0.1?0.5份。
[0007]優選的，所述驅蚊劑按照重量份數包括以下組分制成: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]優選的，所述光擴散劑為有機硅光擴散劑。
[0009]優選的，所述夜光粉為稀土長效夜光粉。
[0010]優選的，所述偶聯劑為鉻絡合物偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑中的一種或者兩種的混合物;所述交聯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]優選的所述助劑按照重量份數包括以下組分制成:增塑劑0.05?0.2份；增韌劑0.05 ?0.3份。
[0013]優選的，所述具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法如下:
[0014]I)將PLA顆粒高溫熔融，加入交聯劑進行混合，接枝；
[0015]2)攪拌均勻后冷卻至200C?30°C，放入擠出機，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯劑的PLA粉末；
[0016]3)將步驟2)得到的將相應重量份數的PLA粉末、木質素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻；
[0017]4)然后加入將相應重量份數的驅蚊劑，繼續混合并攪拌均勻；繼而加入相應重量份數的夜光粉和光擴散劑，繼續混合并攪拌均勻；
[0018]5)冷卻至50°C?55°C，放入擠出機中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標產物。
[0019]本發明同時提供的上述具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料在打印具有微孔結構的驅蚊裝飾品中的應用。
[0020]有益效果:
[0021]本發明提供的具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料，大幅增強了材料的網絡結構，有效提升了用該材料制成的3D打印產品的韌性，降解率高，抗菌效果好;更為重要的是，使用本發明提供的驅蚊型3D打印材料打印出的產品，在具有本身造型和形狀帶來的基本功能的基礎上，一方面可在夜間或者黑暗處發光起到輔助照明和辨識作用，另一方面有效避免光線引來的蚊蟲干擾，兼具優良的驅蚊功效，且在驅蚊、抗菌、消炎的同時，有效抑制蟲卵的繁殖，清潔度高;最重要的是，驅蚊劑中的薄荷黃酮提取物和迷迭香提取物等在具有驅蚊作用的同時，還具有抗氧化作用，與其他組分協同進一步整體顯著提高了本發明提供的驅蚊型3D打印材料的抗氧化性能、殺菌抑菌性能和網絡結構，加上整體組分協同擴散效果好，使得本發明可廣泛用于打印驅蚊掛件、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構的兼具輔助照明辨識和驅蚊功效的配飾，趣味性實用性兼具，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打印的應用發展空間，意義顯著，可廣為推廣應用。
【具體實施方式】
[0022]實施例1:一種具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數包括以下組分制成:PLAl 10份;驅蚊劑10份;夜光粉5份;光擴散劑2份;交聯劑10份;偶聯劑2份;木質素磺酸鈉10份;納米抗菌劑2份;助劑0.1份。
[0023]其中驅蚊劑按照重量份數包括以下組分制成: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]其中光擴散劑為有機硅光擴散劑。
[0025]其中夜光粉為稀土長效夜光粉。
[0026]其中偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑。
[0027]其中交聯劑為乙酰乙酸甲酯。
[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，加入交聯劑進行混合，接枝;2)攪拌均勻后冷卻至20°C?300C，放入擠出機，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯劑的PLA粉末;3)將步驟2)得到的將相應重量份數的PLA粉末、木質素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻;4)然后加入將相應重量份數的驅蚊劑，繼續混合并攪拌均勻;繼而加入相應重量份數的夜光粉和光擴散劑，繼續混合并攪拌均勻;5)冷卻至500C?550C，放入擠出機中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標產物。經試驗檢測，材料的柔韌性能達到80.5Mpa、缺口沖擊強度達到47.27MJ/m2。
[0031]實施例2:—種具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數包括以下組分制成:PLA145份;驅蚊劑20份;夜光粉10份;光擴散劑8份;交聯劑20份;偶聯劑5份;木質素磺酸鈉30份;納米抗菌劑8份;助劑0.5份。
[0032]其中驅蚊劑按照重量份數包括以下組分制成: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]其中光擴散劑為有機硅光擴散劑。
[0034]其中夜光粉為稀土長效夜光粉。
[0035]其中偶聯劑為絡絡合物偶聯劑。
[0036]其中交聯劑為均苯三甲酸。
[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，加入交聯劑進行混合，接枝;2)攪拌均勻后冷卻至20°C?300C，放入擠出機，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯劑的PLA粉末;3)將步驟2)得到的將相應重量份數的PLA粉末、木質素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻;4)然后加入將相應重量份數的驅蚊劑，繼續混合并攪拌均勻;繼而加入相應重量份數的夜光粉和光擴散劑，繼續混合并攪拌均勻;5)冷卻至500C?550C，放入擠出機中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標產物。經試驗檢測，材料的柔韌性能達到81.3Mpa、缺口沖擊強度達到47.05MJ/m2。
[0040]實施例3:—種具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數包括以下組分制成:PLAl 30份;驅蚊劑15份;夜光粉8份;光擴散劑6份;交聯劑15份;偶聯劑3份;木質素磺酸鈉20份;納米抗菌劑5份;助劑0.25份。
[0041]其中驅蚊劑按照重量份數包括以下組分制成: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 ]其中光擴散劑為有機硅光擴散劑。
[0043]其中夜光粉為稀土長效夜光粉。
[0044]其中偶聯劑為鉻絡合物偶聯劑與鋁酸酯偶聯劑的混合物，比例為2:3。
[0045]其中交聯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，加入交聯劑進行混合，接枝;2)攪拌均勻后冷卻至20°C?300C，放入擠出機，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯劑的PLA粉末;3)將步驟2)得到的將相應重量份數的PLA粉末、木質素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻;4)然后加入將相應重量份數的驅蚊劑，繼續混合并攪拌均勻;繼而加入相應重量份數的夜光粉和光擴散劑，繼續混合并攪拌均勻;5)冷卻至500C?550C，放入擠出機中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標產物。經試驗檢測，材料的柔韌性能達到82.1Mpa,缺口沖擊強度達到48.03MJ/m2。
[0049 ]實施例4: 一種具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數包括以下組分制成:PLAl 20份;驅蚊劑12份;夜光粉6份;光擴散劑4份;交聯劑12份;偶聯劑3份;木質素磺酸鈉15份;納米抗菌劑4份;助劑0.2份。
[0050]其中驅蚊劑按照重量份數包括以下組分制成: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 ]其中光擴散劑為有機硅光擴散劑。
[0052]其中夜光粉為稀土長效夜光粉。
[0053]其中偶聯劑為鉻絡合物偶聯劑與鋁酸酯偶聯劑的混合物，比例為1:0.5。
[0054]其中交聯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，加入交聯劑進行混合，接枝;2)攪拌均勻后冷卻至20°C?300C，放入擠出機，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯劑的PLA粉末;3)將步驟2)得到的將相應重量份數的PLA粉末、木質素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻;4)然后加入將相應重量份數的驅蚊劑，繼續混合并攪拌均勻;繼而加入相應重量份數的夜光粉和光擴散劑，繼續混合并攪拌均勻;5)冷卻至500C?550C，放入擠出機中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標產物。經試驗檢測，材料的柔韌性能達到80.4Mpa、缺口沖擊強度達到47.lMJ/m2。
[0058]實施例5:—種具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料，按照重量份數包括以下組分制成:PLAl 35份;驅蚊劑16份;夜光粉8份;光擴散劑6份;交聯劑18份;偶聯劑4份;木質素磺酸鈉25份;納米抗菌劑6份;助劑0.4份。
[0059]其中驅蚊劑按照重量份數包括以下組分制成: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]其中光擴散劑為有機硅光擴散劑。
[0061 ]其中夜光粉為稀土長效夜光粉。
[0062]其中偶聯劑為鉻絡合物偶聯劑。
[0063]其中交聯劑為乙酰乙酸甲酯。
[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，加入交聯劑進行混合，接枝;2)攪拌均勻后冷卻至20°C?300C，放入擠出機，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯劑的PLA粉末;3)將步驟2)得到的將相應重量份數的PLA粉末、木質素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻;4)然后加入將相應重量份數的驅蚊劑，繼續混合并攪拌均勻;繼而加入相應重量份數的夜光粉和光擴散劑，繼續混合并攪拌均勻;5)冷卻至500C?550C，放入擠出機中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標產物。經試驗檢測，材料的柔韌性能達到81.6Mpa、缺口沖擊強度達到47.7MJ/m2。
[0067]上述實施例提供的具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料應用在打印驅蚊裝飾品或輔助照明、輔助辨識的用具中，尤其是應用在打印具有微孔結構的裝飾品或用具中，作為野營用具、園林裝飾或隨身攜帶的驅蚊配飾等中，具有廣泛的應用市場和顯著的實用意義，可廣為推廣。
[0068]以上實施列對本發明不構成限定，相關工作人員在不偏離本發明技術思想的范圍內，所進行的多樣變化和修改，均落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種具有驅蚊及夜光效果的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，加入交聯劑進行混合，接枝； 2)攪拌均勻后冷卻至20°C?30 0C，放入擠出機，加熱，擠出，粉碎得到制備接枝交聯劑的PLA粉末； 3)將步驟2)得到的相應重量份數的PLA粉末、木質素磺酸鈉、納米抗菌劑、偶聯劑和助劑，加熱混合并高速攪拌均勻； 4)然后加入將相應重量份數的驅蚊劑，繼續混合并攪拌均勻；繼而加入相應重量份數的夜光粉和光擴散劑，繼續混合并攪拌均勻； 5)冷卻至50°C?55°C，放入擠出機中，加熱擠出，真空干燥，制備得到目標產物。2.根據權利要求1所述的具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料按照重量份數包括以下組分制成:PLA110?145份;驅蚊劑10?20份;夜光粉5?10份;光擴散劑2?8份;交聯劑10?20份;偶聯劑2?5份;木質素磺酸鈉10?30份;納米抗菌劑2?8份;助劑0.1?0.5份。3.根據權利要求1所述的具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，所述驅蚊劑按照重量份數包括以下組分制成: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.根據權利要求1所述的具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，所述光擴散劑為有機硅光擴散劑。5.根據權利要求1所述的具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，所述夜光粉為稀土長效夜光粉。6.根據權利要求1所述的具有驅蚊及夜光效果的3D打印材料的制備方法，其特征在于，所述偶聯劑為鉻絡合物偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑中的一種或者兩種的混合物;所述交聯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.根據權利要求1所述的具有驅蚊及夜光效果的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.根據權利要求1所述的具有驅蚊及夜光效果的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】C08K5/101GK105820525SQ201610240352
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年5月29日
【發明人】魏宏輝, 許守榮, 魏天浩, 魏妗羽
【申請人】江蘇浩宇電子科技有限公司