具有微孔结构的抑菌型3d打印产品及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了具有微孔结构的抑菌型3D打印产品及其制备方法，该3D打印材料按照重量份数包括以下组分制成：ABS 120～140份；光扩散剂2～8份；引发剂2～8份；交联剂10～20份；偶联剂10～20份；牡蛎壳粉10～30份；膨润土2～8份；核桃壳超微粉1～4份；柠檬烯1～6份；抗菌剂4～20份；甜叶菊提取物2～8份；助剂0.2～0.4份。本发明提供了一种3D打印产品的新品种供用户根据需要选择使用，从3D打印方面，极大拓展了以ABS为主要原料的3D打印产品的应用发展空间，意义显著。
【专利说明】
具有微孔结构的抑菌型3D打印产品及其制备方法
技术领域
[〇〇〇1]本发明属于3D打印领域，具体涉及一种3D打印产品及其制备方法。【背景技术】[〇〇〇2]随着3D打印技术日新月异的发展，3D打印的概念逐渐被公众知悉。FDM技术是利用 ABS，polycarbonate (PC)，polypheny lsulfone (PPSF)、PLA以及其它热塑性材料受到加热挤压成为半熔融状态的细丝，由沉积在层层堆栈基础上的方式，从3D CAD资料直接建构原型。 该技术通常应用于塑型，装配，功能性测试以及概念设计。此外，FDM技术可以应用于打样与快速制造。
[0003]ABS材料，ABS，原名为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，是家用熔融沉积(H)M)式线材的主要核心。从材料的性质方面，从热端的角度来看，ABS塑料相当容易打印。无论用什么样的挤出机，都会相对滑顺地挤出材料。ABS弹性十足，适合做成穿戴用品或装饰品，只要以适当的温度打印，让层层材料牢牢黏住，ABS的强度就会变得相当高。ABS具有柔软性，即使承受压力也只会弯曲，不会折断。然而这种材料一方面打印时的气味非常让人有不舒服，另一方面所打印出来的产品品种功能有限，不能满足市场的多样化需求。
[0004]随着科技发展和社会进步，3D打印产品开始不仅限于工业设计、建筑、工程和施工 (AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支等领域，也开始走进人们的日常生活，用以制作一些生活器具或装饰品，但目前在生活中的应用还是体现在所打印出来的产品的形状带来的用途，以及其色彩和形状形成的艺术设计等，对3D打印的应用开发还存在很大的空间，同时在可降解率、韧性和强度上都有待进一步提升。
【发明内容】
[0005]发明目的:针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的第一个技术问题是提供具有微孔结构的抑菌型3D打印产品。本发明所要解决的第二个技术问题是该具有微孔结构的抑菌型3D打印产品的制备方法。本发明所要解决的第三个技术问题是提供所述具有微孔结构的抑菌型3D打印产品的应用。
[0006]技术方案:为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，按照重量份数包括以下组分制成:ABS 120?140份;光扩散剂2?8份；引发剂2?8 份;交联剂10?20份;偶联剂10?20份;牡蛎壳粉10?30份;膨润土2?8份;核桃壳超微粉1 ?4份;柠檬烯1?6份;抗菌剂4?20份;甜叶菊提取物2?8份;助剂0.2?0.4份。
[0007]进一步优选的，按照重量份数还包括纳米银离子2?8份。
[0008]优选的，所述引发剂为热引发剂。
[0009]优选的，所述光扩散剂为有机硅光扩散剂。
[0010]优选的，所述抗菌剂按照重量份数包括以下组分制成:白石花提取物1?6份;薄荷黄酮提取物1?4份;栾树提取物1?6份，麦饭石粉1?4份。[〇〇11]优选的，所述引发剂为光引发剂与热引发剂的混合物。
[0012]优选的，所述引发剂按照重量份数包括以下组分制成:光引发剂1?3份;热引发剂 1?5份。[〇〇13]优选的，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的一种或两种的混合物。
[0014]优选的，所述助剂按照重量份数包括以下组分制成:增塑剂0.1?0.2份;增韧剂 0.1?0.2份。[〇〇15]本发明同时提供了用于上述具有微孔结构的抑菌型3D打印产品的制备方法，包括如下步骤:
[0016]1)将ABS颗粒高温熔融，加入引发剂和交联剂进行混合，接枝；[0〇17]2)搅拌均匀后冷却至20°C?30°C，放入挤出机，加热，挤出，粉碎得到制备接枝交联剂的ABS粉末；
[0018]3)将步骤2)得到的ABS粉末和相应重量份数的牡蛎壳粉、膨润土、核桃壳超微粉、 偶联剂和助剂，加热混合并尚速揽摔均勾；
[0019]4)将步骤3)所得物继续混合并搅拌均匀的同时，依次混合加入相应重量份数的抗菌剂、甜叶菊提取物和柠檬烯；
[0020]5)继而加入相应重量份数的光扩散剂，继续混合并搅拌均匀；
[0021]6)在紫外灯照射30?60min的同时，搅拌冷却至50°C?55°C后，通过三维快速成型技术，加热挤出造型，真空干燥，制备得到目标产物。
[0022]优选的，所述步骤4)为:将步骤3)所得物继续混合并搅拌均匀的同时，依次混合加入相应重量份数的抗菌剂、甜叶菊提取物、柠檬烯和纳米银离子。[〇〇23]本发明同时提供了上述具有微孔结构的抑菌型3D打印产品在制成具有微孔结构的装饰品中的应用。
[0024]有益效果:本发明提供的具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，一方面大幅增强了产品的网络结构，有效提升了产品的韧性，可降解率高；另一方面通过热引发剂、膨润土和核桃壳超微粉、牡蛎壳粉的协同作用，使得产品本身具有一定微孔结构。
[0025]同时其组分柠檬烯与甜叶菊提取物协同作用，不仅有效改善ABS材料高温熔融时的气味，改善作业环境，且使得用本发明制得的产品气味芳甜，能有效吸引蝇虫靠近;而柠檬烯与抗菌剂中的白石花提取物、栾树提取物及麦饭石粉协同作用使得本发明一方面具有抗氧化作用，另一方面兼具优良的净化功效，具有较好的清除自由基功效和一定的抗辐射功效，第三方面抗菌剂与柠檬烯协同作用兼具优良的抗菌消炎功效，且能杀灭蝇虫精子有效抑制虫卵的繁殖，因此本发明具有很好的诱杀虫功效，清洁度高，不仅进一步显著提高了本发明的抗氧化性能、抑菌性和稳定性，还结合其微孔结构兼具优良的防腐去味保鲜净化功效；当组分中进一步增加有纳米银离子时，可以在本发明的微孔结构和净化功效上，进一步的发挥持久的抗菌功效。在微孔结构和上述组分的协同作用下，本发明吸附效果好，使得其可作为功能性产品广泛应用，尤其适合在最后造型步骤中制成各种兼具趣味性、装饰性和杀虫抑菌吸附净化功效的装饰品或功能产品，实用性趣味性兼具，从3D打印产品方面，极大拓展了3D打印产品的应用发展空间，意义显著。
[0026]同时本发明提供的具有微孔结构的抑菌型3D打印产品的制备方法，通过在高速搅拌的过程中加入抗菌剂、甜叶菊提取物和柠檬烯，并紫外灯照射下进行搅拌冷却，进一步提升了所制得的3D打印产品的稳定性及抗氧化性。
[0027]整体延长了使用寿命，提供了一种3D打印产品的新品种供用户根据需要选择使用，从3D打印方面，极大拓展了以ABS为主要原料的3D打印产品的应用发展空间，意义显著。【具体实施方式】[〇〇28]实施例1:一种具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，按照重量份数包括以下组分制成:ABS 120份;光扩散剂2份；引发剂2份;交联剂10份;偶联剂10份;牡蛎壳粉10份;膨润土2 份;核桃壳超微粉1份;柠檬烯1份;抗菌剂4份;甜叶菊提取物2份;助剂0.2份。[〇〇29]其中光扩散剂为有机硅光扩散剂。
[0030]其中抗菌剂按照重量份数包括以下组分制成:白石花提取物1份;薄荷黄酮提取物 1份;栾树提取物1份，麦饭石粉1份。
[0031]其中引发剂按照重量份数包括以下组分制成:光引发剂1份;热引发剂1份。[〇〇32]其中偶联剂为钛酸酯偶联剂。
[0033]其中助剂按照重量份数包括以下组分制成:增塑剂0.1份;增韧剂0.1份。[〇〇34]制备方法包括如下步骤:1)将ABS颗粒高温熔融，加入引发剂和交联剂进行混合， 接枝;2)搅拌均匀后冷却至20 °C，放入挤出机，加热，挤出，粉碎得到制备接枝交联剂的ABS 粉末;3)将步骤2)得到的ABS粉末和相应重量份数的牡蛎壳粉、膨润土、核桃壳超微粉、偶联剂和助剂，加热混合并高速搅拌均匀;4)将步骤3)所得物继续混合并搅拌均匀的同时，依次混合加入相应重量份数的抗菌剂、甜叶菊提取物和柠檬烯;5)继而加入相应重量份数的光扩散剂，继续混合并搅拌均匀；6)在紫外灯照射30的同时，搅拌冷却至50°C后，通过三维快速成型技术，加热挤出造型，真空干燥，制备得到目标产物。经试验检测，材料的柔韧性能达至IJ82.4Mpa、缺口冲击强度达到47.5MJ/m2。[〇〇35]实施例2:—种具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，按照重量份数包括以下组分制成:ABS 140份;光扩散剂8份；引发剂8份;交联剂20份;偶联剂20份;牡蛎壳粉30份;膨润土8 份;核桃壳超微粉4份;柠檬烯6份;抗菌剂20份;甜叶菊提取物8份;助剂0.4份。
[0036]其中光扩散剂为有机硅光扩散剂。
[0037]其中抗菌剂按照重量份数包括以下组分制成:白石花提取物6份;薄荷黄酮提取物 4份;栾树提取物6份，麦饭石粉4份。
[0038]其中引发剂按照重量份数包括以下组分制成:光引发剂3份;热引发剂5份。[0〇39]其中偶联剂为娃烧偶联剂。
[0040]其中助剂按照重量份数包括以下组分制成:增塑剂0.2份;增韧剂0.2份。[0041 ]制备方法包括如下步骤:1)将ABS颗粒高温熔融，加入引发剂和交联剂进行混合， 接枝;2)搅拌均匀后冷却至30 °C，放入挤出机，加热，挤出，粉碎得到制备接枝交联剂的ABS 粉末;3)将步骤2)得到的ABS粉末和相应重量份数的牡蛎壳粉、膨润土、核桃壳超微粉、偶联剂和助剂，加热混合并高速搅拌均匀;4)将步骤3)所得物继续混合并搅拌均匀的同时，依次混合加入相应重量份数的抗菌剂、甜叶菊提取物和柠檬烯;5)继而加入相应重量份数的光扩散剂，继续混合并搅拌均勾;6)在紫外灯照射60min的同时，搅拌冷却至55 °C后，通过三维快速成型技术，加热挤出造型，真空干燥，制备得到目标产物。经试验检测，材料的柔韧性能达到82.7Mpa、缺口冲击强度达到47.8MJ/m2。[〇〇42]实施例3:—种具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，按照重量份数包括以下组分制成:ABS 130份;光扩散剂5份；引发剂5份;交联剂15份;偶联剂15份;牡蛎壳粉20份;膨润土5 份;核桃壳超微粉2份;纳米银离子5份;柠檬烯4份;抗菌剂12份;甜叶菊提取物5份;助剂0.3份。[〇〇43]其中光扩散剂为有机硅光扩散剂。
[0044]其中抗菌剂按照重量份数包括以下组分制成:白石花提取物4份;薄荷黄酮提取物 2份;栾树提取物4份，麦饭石粉2份。
[0045]其中引发剂按照重量份数包括以下组分制成:热引发剂5份。
[0046]其中偶联剂为钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂的混合物，比例为3: 2。
[0047]其中助剂按照重量份数包括以下组分制成:增塑剂0.15份;增韧剂0.15份。[〇〇48]制备方法包括如下步骤:1)将ABS颗粒高温熔融，加入引发剂和交联剂进行混合， 接枝;2)搅拌均匀后冷却至25 °C，放入挤出机，加热，挤出，粉碎得到制备接枝交联剂的ABS 粉末;3)将步骤2)得到的ABS粉末和相应重量份数的牡蛎壳粉、膨润土、核桃壳超微粉、偶联剂和助剂，加热混合并高速搅拌均匀;4)将步骤3)所得物继续混合并搅拌均匀的同时，依次混合加入相应重量份数的抗菌剂、甜叶菊提取物、柠檬烯和纳米银离子;5)继而加入相应重量份数的光扩散剂，继续混合并搅拌均匀;6)在紫外灯照射45min的同时，搅拌冷却至52°C 后，通过三维快速成型技术，加热挤出造型，真空干燥，制备得到目标产物。经试验检测，材料的柔韧性能达到83.9Mpa、缺口冲击强度达到49.0MJ/m2。
[0049]实施例4:一种具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，按照重量份数包括以下组分制成:ABS 125份;光扩散剂3份；引发剂3份;交联剂12份;偶联剂12份;牡蛎壳粉15份;膨润土4 份;核桃壳超微粉2份;纳米银离子4份;柠檬烯2份;抗菌剂8份;甜叶菊提取物4份;助剂0.2份。
[0050]其中光扩散剂为有机硅光扩散剂。
[0051]其中抗菌剂按照重量份数包括以下组分制成:白石花提取物2份;薄荷黄酮提取物 2份;栾树提取物2份，麦饭石粉2份。
[0052]其中引发剂按照重量份数包括以下组分制成:热引发剂3份。[〇〇53]其中偶联剂为钛酸酯偶联剂。
[0054]其中助剂按照重量份数包括以下组分制成:增塑剂0.1份;增韧剂0.1份。
[0055]制备方法包括如下步骤:1)将ABS颗粒高温熔融，加入引发剂和交联剂进行混合， 接枝;2)搅拌均匀后冷却至25 °C，放入挤出机，加热，挤出，粉碎得到制备接枝交联剂的ABS 粉末;3)将步骤2)得到的ABS粉末和相应重量份数的牡蛎壳粉、膨润土、核桃壳超微粉、偶联剂和助剂，加热混合并高速搅拌均匀;4)将步骤3)所得物继续混合并搅拌均匀的同时，依次混合加入相应重量份数的抗菌剂、甜叶菊提取物、柠檬烯和纳米银离子;5)继而加入相应重量份数的光扩散剂，继续混合并搅拌均匀；6)在紫外灯照射40min的同时，搅拌冷却至50°C 后，通过三维快速成型技术，加热挤出造型，真空干燥，制备得到目标产物。经试验检测，材料的柔韧性能达到83.3Mpa、缺口冲击强度达到47.9MJ/m2。[〇〇56]实施例5:—种具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，按照重量份数包括以下组分制成:ABS 135份;光扩散剂6份；引发剂6份;交联剂18份;偶联剂18份;牡蛎壳粉25份;膨润土6 份;核桃壳超微粉3份;纳米银离子6份;柠檬烯4份;抗菌剂16份;甜叶菊提取物6份;助剂0.4份。
[0057]其中光扩散剂为有机硅光扩散剂。
[0058]其中抗菌剂按照重量份数包括以下组分制成:白石花提取物5份;薄荷黄酮提取物 3份;栾树提取物5份，麦饭石粉3份。
[0059]其中引发剂按照重量份数包括以下组分制成:光引发剂2份;热引发剂4份。[0060 ]其中偶联剂为钦酸酯偶联剂与娃烧偶联剂的混合物。[0061 ]其中助剂按照重量份数包括以下组分制成:增塑剂0.2份;增韧剂0.2份。
[0062]制备方法包括如下步骤:1)将ABS颗粒高温熔融，加入引发剂和交联剂进行混合， 接枝;2)搅拌均匀后冷却至25 °C，放入挤出机，加热，挤出，粉碎得到制备接枝交联剂的ABS 粉末;3)将步骤2)得到的ABS粉末和相应重量份数的牡蛎壳粉、膨润土、核桃壳超微粉、偶联剂和助剂，加热混合并高速搅拌均匀;4)将步骤3)所得物继续混合并搅拌均匀的同时，依次混合加入相应重量份数的抗菌剂、甜叶菊提取物、柠檬烯和纳米银离子;5)继而加入相应重量份数的光扩散剂，继续混合并搅拌均匀；6)在紫外灯照射50min的同时，搅拌冷却至55°C 后，通过三维快速成型技术，加热挤出造型，真空干燥，制备得到目标产物。经试验检测，材料的柔韧性能达到82.9Mpa、缺口冲击强度达到48.5MJ/m2。
[0063]上述实施例提供的具有微孔结构的抑囷型3D打印广品，在最后造型步骤中制成各种兼具趣味性、装饰性和杀虫抑菌吸附净化功效的装饰品或功能产品，实用性趣味性兼具， 从3D打印产品方面，极大拓展了3D打印产品的应用发展空间，意义显著。
[0064]以上实施列对本发明不构成限定，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，其特征在于，按照重量份数包括以下组分 制成:ABS 120?140份;光扩散剂2?8份；引发剂2?8份;交联剂10?20份;偶联剂10?20 份;牡蛎壳粉10?30份;膨润土 2?8份;核桃壳超微粉1?4份;柠檬烯1?6份;抗菌剂4?20 份;甜叶菊提取物2?8份;助剂0.2?0.4份。2.根据权利要求1所述的具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，其特征在于，按照重量份 数还包括纳米银离子2?8份。3.根据权利要求1所述的具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，其特征在于，所述光扩散 剂为有机硅光扩散剂。4.根据权利要求1所述的具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，其特征在于，所述抗菌剂 按照重量份数包括以下组分制成:白石花提取物1?6份;薄荷黄酮提取物1?4份;栾树提取 物1?6份，麦饭石粉1?4份。5.根据权利要求1所述的具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，其特征在于，所述引发剂 按照重量份数包括以下组分制成:光引发剂1?3份;热引发剂1?5份。6.根据权利要求1所述的具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，其特征在于，所述偶联剂 为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的一种或两种的混合物。7.根据权利要求1所述的具有微孔结构的抑菌型3D打印产品，其特征在于，所述助剂按 照重量份数包括以下组分制成:增塑剂0.1?0.2份;增韧剂0.1?0.2份。8.如权利要求1?7任一权利要求所述的具有微孔结构的抑菌型3D打印产品的制备方 法，其特征在于包括如下步骤:1)将ABS颗粒高温熔融，加入引发剂和交联剂进行混合，接枝；2)搅拌均匀后冷却至20 °C?30 °C，放入挤出机，加热，挤出，粉碎得到制备接枝交联剂 的ABS粉末；3)将步骤2)得到的ABS粉末和相应重量份数的牡蛎壳粉、膨润土、核桃壳超微粉、偶联 剂和助剂，加热混合并高速搅拌均匀；4)将步骤3)所得物继续混合并搅拌均匀的同时，依次混合加入相应重量份数的抗菌 剂、甜叶菊提取物和柠檬烯；5)继而加入相应重量份数的光扩散剂，继续混合并搅拌均匀；6)在紫外灯照射30?60min的同时，搅拌冷却至50°C?55°C后，通过三维快速成型技 术，加热挤出造型，真空干燥，制备得到目标产物。9.根据权利要求8所述的具有微孔结构的抑菌型3D打印产品的制备方法，其特征在于， 所述步骤4)为:将步骤3)所得物继续混合并搅拌均匀的同时，依次混合加入相应重量份数 的抗菌剂、甜叶菊提取物、柠檬烯和纳米银离子。
【文档编号】C08L55/02GK106009468SQ201610351476
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】许守荣, 魏宏辉, 魏天浩, 魏妗羽
【申请人】江苏浩宇电子科技有限公司