CN108485172A - 一种阻燃抑菌的3d打印材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃抑菌的3D打印材料及其制备方法。所述3D打印材料包括以下重量份数的组分：ABS树脂80‑112份、3‑氨丙基三乙氧基硅烷10‑20份、乙酸镁11‑17份、没食子酸十二酯13‑18份、一氯三嗪‑β‑环糊精5‑11份、1,4‑萘二甲酸1‑5份。本发明的保温隔热3D打印材料不仅具有抑菌效果好、防火阻燃性能高的优点，使用更安全；本发明的保温隔热3D打印材料还具有较小的导热系数，保温效果好，且机械性能好、使用寿命长，市场推广价值高。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印材料，具体是一种阻燃抑菌的3D打印材料及其制备方法。
背景技术
3D打印技术是制造业领域的一项新兴技术，有着巨大的发展前景，但是耗材却成了目前制约3D打印技术广泛应用的关键因素，而保温材料作为3D打印耗材的一种，更是有待发掘。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。
目前，保温材料主要分为有机保温材料和无机保温材料，相比于有机保温材料，无机保温材料的导热系数偏大，保温效果较差，但是防火阻燃、机械性能较好，而且使用寿命长；有机保温材料的导热系数小，保温效果良好，但是易燃烧，一旦发生火灾，会加快火势蔓延，并伴有大量毒气排出。另外，现有的保温材料抑菌效果差，使用安全性低。综上所述，有机保温材料和无机保温材料各有利弊。因此，本发明提供一种低导热系数、机械性能好、防火阻燃且抑菌的3D打印材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃抑菌的3D打印材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种阻燃抑菌的3D打印材料，所述3D打印材料包括以下重量份数的组分：ABS树脂80-112份、3-氨丙基三乙氧基硅烷10-20份、乙酸镁11-17份、没食子酸十二酯13-18份、一氯三嗪-β-环糊精5-11份、1,4-萘二甲酸1-5份。
作为本发明进一步的方案：所述3D打印材料包括以下重量份数的组分：ABS树脂98份、3-氨丙基三乙氧基硅烷12份、乙酸镁14份、没食子酸十二酯15份、一氯三嗪-β-环糊精8份、1,4-萘二甲酸2份。
一种阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乙酸镁和一氯三嗪-β-环糊精混合，加入混合物质量1-3倍的水，混合而均匀，得到混合物一；
(2)将没食子酸十二酯与其2-3倍质量的65％的乙醇溶液混合，搅拌均匀，得到混合物二；
(3)将混合物一与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，置于115-120℃下搅拌混合15-25min，得到混合物三；
(4)将1,4-萘二甲酸与混合物二混合，置于60-70℃下搅拌混合40-50min，得到混合物四；
(5)将混合物三与混合物四混合，置115-125℃下搅拌混合30-40min，得到混合物五；
(6)将ABS树脂与混合物五混合，置于180-195℃下搅拌混合25-40min，然后通过挤出机挤出，即得成品。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)将乙酸镁和一氯三嗪-β-环糊精混合，加入混合物质量2倍的水，混合而均匀，得到混合物一。
作为本发明进一步的方案：步骤(2)将没食子酸十二酯与其2.2倍质量的65％的乙醇溶液混合，搅拌均匀，得到混合物二。
作为本发明进一步的方案：步骤(3)将混合物一与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，置于118℃下搅拌混合20min，得到混合物三。
作为本发明进一步的方案：步骤(4)将1,4-萘二甲酸与混合物二混合，置于66℃下搅拌混合43min，得到混合物四。
作为本发明进一步的方案：步骤(5)将混合物三与混合物四混合，置122℃下搅拌混合38min，得到混合物五。
作为本发明进一步的方案：步骤(6)将ABS树脂与混合物五混合，置于188℃下搅拌混合31min，然后通过挤出机挤出，即得成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的保温隔热3D打印材料通过ABS树脂、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙酸镁、没食子酸十二酯、一氯三嗪-β-环糊精和1,4-萘二甲酸为主要原料制备而成，通过原料之间的复配产生了意想不到的协同作用；本发明的保温隔热3D打印材料不仅具有抑菌效果好、防火阻燃性能高的优点，使用更安全；本发明的保温隔热3D打印材料还具有较小的导热系数，保温效果好，且机械性能好、使用寿命长，市场推广价值高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种阻燃抑菌的3D打印材料，所述3D打印材料包括以下重量份数的组分：ABS树脂80份、3-氨丙基三乙氧基硅烷10份、乙酸镁11份、没食子酸十二酯13份、一氯三嗪-β-环糊精5份、1,4-萘二甲酸1份。
一种阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将乙酸镁和一氯三嗪-β-环糊精混合，加入混合物质量1倍的水，混合而均匀，得到混合物一；(2)将没食子酸十二酯与其2倍质量的65％的乙醇溶液混合，搅拌均匀，得到混合物二；(3)将混合物一与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，置于115℃下搅拌混合15min，得到混合物三；(4)将1,4-萘二甲酸与混合物二混合，置于60℃下搅拌混合40min，得到混合物四；(5)将混合物三与混合物四混合，置115℃下搅拌混合30min，得到混合物五；(6)将ABS树脂与混合物五混合，置于180℃下搅拌混合25min，然后通过挤出机挤出，即得成品。
实施例2
一种阻燃抑菌的3D打印材料，所述3D打印材料包括以下重量份数的组分：ABS树脂112份、3-氨丙基三乙氧基硅烷20份、乙酸镁17份、没食子酸十二酯18份、一氯三嗪-β-环糊精11份、1,4-萘二甲酸5份。
一种阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将乙酸镁和一氯三嗪-β-环糊精混合，加入混合物质量3倍的水，混合而均匀，得到混合物一；(2)将没食子酸十二酯与其3倍质量的65％的乙醇溶液混合，搅拌均匀，得到混合物二；(3)将混合物一与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，置于120℃下搅拌混合25min，得到混合物三；(4)将1,4-萘二甲酸与混合物二混合，置于70℃下搅拌混合50min，得到混合物四；(5)将混合物三与混合物四混合，置125℃下搅拌混合40min，得到混合物五；(6)将ABS树脂与混合物五混合，置于195℃下搅拌混合40min，然后通过挤出机挤出，即得成品。
实施例3
一种阻燃抑菌的3D打印材料，所述3D打印材料包括以下重量份数的组分：ABS树脂98份、3-氨丙基三乙氧基硅烷12份、乙酸镁14份、没食子酸十二酯15份、一氯三嗪-β-环糊精8份、1,4-萘二甲酸2份。
一种阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将乙酸镁和一氯三嗪-β-环糊精混合，加入混合物质量2倍的水，混合而均匀，得到混合物一。(2)将没食子酸十二酯与其2.2倍质量的65％的乙醇溶液混合，搅拌均匀，得到混合物二。(3)将混合物一与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，置于118℃下搅拌混合20min，得到混合物三。(4)将1,4-萘二甲酸与混合物二混合，置于66℃下搅拌混合43min，得到混合物四。(5)将混合物三与混合物四混合，置122℃下搅拌混合38min，得到混合物五。(6)将ABS树脂与混合物五混合，置于188℃下搅拌混合31min，然后通过挤出机挤出，即得成品。
对比例1
除不含没食子酸十二酯外，其他制备工艺与实施例3一致。
对比例2
除不含乙酸镁外，其他制备工艺与实施例3一致。
对比例3
除不含没食子酸十二酯和乙酸镁外，其他制备工艺与实施例3一致。
实验例
对实施例1-3和对比例1-3制备的3D打印材料进行性能测试，结果如下：
表
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 导热系数W/(m·K) | 0.035 | 0.032 | 0.031 | 0.058 | 0.061 | 0.065 |
| 大肠杆菌抗菌率％ | 99.8 | 99.9 | 99.9 | 91.2 | 92.3 | 90.1 |
| 金黄色葡萄球菌抗菌率％ | 99.7 | 99.5 | 99.9 | 92.3 | 93.1 | 89.6 |
| 阻燃性能(UL-94-1.6mm) | V-0 | V-0 | V-0 | V-1 | V-2 | V-2 |
| 缺口冲击强度KJ/m2 | 6.8 | 7.9 | 8.9 | 4.7 | 5.1 | 4.1 |
| 拉伸强度MPa | 48.3 | 49.2 | 53.8 | 38.1 | 41.2 | 35.8 |
| 弹性模量MPa | 1051 | 1124 | 1355 | 901 | 825 | 808 |
本发明的保温隔热3D打印材料通过ABS树脂、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙酸镁、没食子酸十二酯、一氯三嗪-β-环糊精和1,4-萘二甲酸为主要原料制备而成，通过原料之间的复配产生了意想不到的协同作用；大肠杆菌抗菌率和金黄色葡萄球菌抗菌率均在99％以上，防火阻燃等级V-0；导热系数≤0.035W/(m·K)；且机械性能好，使用寿命更长。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (9)
1.一种阻燃抑菌的3D打印材料，其特征在于，所述3D打印材料包括以下重量份数的组分：ABS树脂80-112份、3-氨丙基三乙氧基硅烷10-20份、乙酸镁11-17份、没食子酸十二酯13-18份、一氯三嗪-β-环糊精5-11份、1,4-萘二甲酸1-5份。
2.根据权利要求1所述的阻燃抑菌的3D打印材料，其特征在于，所述3D打印材料包括以下重量份数的组分：ABS树脂98份、3-氨丙基三乙氧基硅烷12份、乙酸镁14份、没食子酸十二酯15份、一氯三嗪-β-环糊精8份、1,4-萘二甲酸2份。
3.一种如权利要求1-2任一所述的阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将乙酸镁和一氯三嗪-β-环糊精混合，加入混合物质量1-3倍的水，混合而均匀，得到混合物一；
(2)将没食子酸十二酯与其2-3倍质量的65％的乙醇溶液混合，搅拌均匀，得到混合物二；
(3)将混合物一与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，置于115-120℃下搅拌混合15-25min，得到混合物三；
(4)将1,4-萘二甲酸与混合物二混合，置于60-70℃下搅拌混合40-50min，得到混合物四；
(5)将混合物三与混合物四混合，置115-125℃下搅拌混合30-40min，得到混合物五；
(6)将ABS树脂与混合物五混合，置于180-195℃下搅拌混合25-40min，然后通过挤出机挤出，即得成品。
4.如权利要求3所述的阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)将乙酸镁和一氯三嗪-β-环糊精混合，加入混合物质量2倍的水，混合而均匀，得到混合物一。
5.如权利要求3所述的阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)将没食子酸十二酯与其2.2倍质量的65％的乙醇溶液混合，搅拌均匀，得到混合物二。
6.如权利要求3所述的阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)将混合物一与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，置于118℃下搅拌混合20min，得到混合物三。
7.如权利要求3所述的阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)将1,4-萘二甲酸与混合物二混合，置于66℃下搅拌混合43min，得到混合物四。
8.如权利要求3所述的阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)将混合物三与混合物四混合，置122℃下搅拌混合38min，得到混合物五。
9.如权利要求3所述的阻燃抑菌的3D打印材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)将ABS树脂与混合物五混合，置于188℃下搅拌混合31min，然后通过挤出机挤出，即得成品。
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