CN106188638A - 一种生物基可降解3d打印材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生物基可降解3D打印材料，包括以下重量份数的原料，

Description

一种生物基可降解3D打印材料
技术领域
本发明属于3D打印材料技术领域，具体涉及一种生物基可降解3D打印材料。
背景技术
3D打印是一种快速成型技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术，与传统制造技术相比，3D打印不必预先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。
材料是3D打印的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈，目前3D打印所使用的材料都来自工业合成材料，打印产品被废弃后工业化学合成的材料很难光降解或发生生物降解，给环境造成很大的压力，使得3D打印技术的发展遇到瓶颈。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种生物基可降解3D打印材料，解决3D打印耗材不易降解的问题，获得一种可以完全生物降解的3D打印材料，废弃后甚至可以直接堆肥使用。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：包括以下重量份数的原料，
塑料基体 40～70份；
增塑剂 10～25份；
发泡剂 8～15份
覆膜陶瓷粉 6～12份；
热稳定剂 5～8份；
抗氧化剂 2～6份
超微细填料 2～6份；
光稳定剂 1～5份；
所述塑料基体为非转基因玉米淀粉、非转基因土豆淀粉、非转基因红薯淀粉中的一种或者三种的组合。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述塑料基体为非转基因玉米淀粉。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述塑料基体为非转基因土豆淀粉。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述塑料基体为按以下重量百分比组合的20％非转基因红薯淀粉、30％非转基因土豆淀粉、50％非转基因玉米淀粉。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述增塑剂为脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述热稳定剂为月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述抗氧化剂为按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述光稳定剂为2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述超微细填料为细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐
本发明的有益效果是:
其一、(1)本发明得到的3D打印材料按照GB/T19276.1-2003标准，模拟在含水、含微生物的自然环境中生物分解过程，6个月后测试得到其生物分解率最高能达到98％，废弃18个月后可以直接堆肥使用，真正实现3D打印技术的可回收和无害化应用；(2)打印出来的产品柔软、有弹性，耐热/耐寒，超过100℃的高温环境中也能保持完整；
其二、采用非转基因红薯淀粉、非转基因土豆淀粉和非转基因玉米淀粉作为耗费量最大的塑料基材，其成本相对低廉、原材料丰富，可以进行大批量生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例中公开了一种生物基可降解3D打印材料，包括以下重量份数的原料：
非转基因玉米淀粉 40份；
增塑剂 10份；
发泡剂 8份
覆膜陶瓷粉 6份；
热稳定剂 5份；
抗氧化剂 2份
超微细填料 2份；
光稳定剂 1份。
其中：
所述增塑剂：脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
所述发泡剂：偶氮二甲酰胺。
所述热稳定剂：月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
所述抗氧化剂：按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-4甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
所述光稳定剂：2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
所述超微细填料：细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐。
实施例二
本实施例中公开了一种生物基可降解3D打印材料，包括以下重量份数的原料：
非转基因玉米淀粉 55份；
增塑剂 18份；
发泡剂 12份
覆膜陶瓷粉 9份；
热稳定剂 6份；
抗氧化剂 4份
超微细填料 4份；
光稳定剂 3份。
其中：
所述增塑剂：脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
所述发泡剂：偶氮二甲酰胺。
所述热稳定剂：月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
所述抗氧化剂：按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-4甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
所述光稳定剂：2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
所述超微细填料：细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐。
实施例三
本实施例中公开了一种生物基可降解3D打印材料，包括以下重量份数的原料：
非转基因玉米淀粉 70份；
增塑剂 25份；
发泡剂 15份
覆膜陶瓷粉 12份；
热稳定剂 8份；
抗氧化剂 6份
超微细填料 6份；
光稳定剂 5份。
其中：
所述增塑剂：脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
所述发泡剂：偶氮二甲酰胺。
所述热稳定剂：月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
所述抗氧化剂：按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-4甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
所述光稳定剂：2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
所述超微细填料：细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐。
实施例四
本实施例中公开了一种生物基可降解3D打印材料，包括以下重量份数的原料：
非转基因土豆淀粉 40份；
增塑剂 10份；
发泡剂 8份
覆膜陶瓷粉 6份；
热稳定剂 5份；
抗氧化剂 2份
超微细填料 2份；
光稳定剂 1份。
其中：
所述增塑剂：脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
所述发泡剂：偶氮二甲酰胺。
所述热稳定剂：月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
所述抗氧化剂：按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-4甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
所述光稳定剂：2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
所述超微细填料：细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐。
实施例五
本实施例中公开了一种生物基可降解3D打印材料，包括以下重量份数的原料：
非转基因土豆淀粉 55份；
增塑剂 18份；
发泡剂 12份
覆膜陶瓷粉 9份；
热稳定剂 6份；
抗氧化剂 4份
超微细填料 4份；
光稳定剂 3份。
其中：
所述增塑剂：脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
所述发泡剂：偶氮二甲酰胺。
所述热稳定剂：月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
所述抗氧化剂：按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-4甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
所述光稳定剂：2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
所述超微细填料：细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐。
实施例六
本实施例中公开了一种生物基可降解3D打印材料，包括以下重量份数的原料：
非转基因土豆淀粉 70份；
增塑剂 25份；
发泡剂 15份
覆膜陶瓷粉 12份；
热稳定剂 8份；
抗氧化剂 6份
超微细填料 6份；
光稳定剂 5份。
其中：
所述增塑剂：脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
所述发泡剂：偶氮二甲酰胺。
所述热稳定剂：月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
所述抗氧化剂：按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-4甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
所述光稳定剂：2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
所述超微细填料：细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐。
实施例七
本实施例中公开了一种生物基可降解3D打印材料，包括以下重量份数的原料：
按以下重量百分比组合的20％非转基因红薯淀粉、30％非转基因土豆淀粉、50％非转基因玉米淀粉 40份；
增塑剂 10份；
发泡剂 8份
覆膜陶瓷粉 6份；
热稳定剂 5份；
抗氧化剂 2份
超微细填料 2份；
光稳定剂 1份。
其中：
所述增塑剂：脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
所述发泡剂：偶氮二甲酰胺。
所述热稳定剂：月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
所述抗氧化剂：按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-4甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
所述光稳定剂：2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
所述超微细填料：细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐。
实施例八
本实施例中公开了一种生物基可降解3D打印材料，包括以下重量份数的原料：
按以下重量百分比组合的20％非转基因红薯淀粉、30％非转基因土豆淀粉、50％非转基因玉米淀粉 55份；
增塑剂 18份；
发泡剂 12份
覆膜陶瓷粉 9份；
热稳定剂 6份；
抗氧化剂 4份
超微细填料 4份；
光稳定剂 3份。
其中：
所述增塑剂：脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
所述发泡剂：偶氮二甲酰胺。
所述热稳定剂：月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
所述抗氧化剂：按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-4甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
所述光稳定剂：2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
所述超微细填料：细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐。
实施例九
本实施例中公开了一种生物基可降解3D打印材料，包括以下重量份数的原料：
按以下重量百分比组合的20％非转基因红薯淀粉、30％非转基因土豆淀粉、50％非转基因玉米淀粉 70份；
增塑剂 25份；
发泡剂 15份
覆膜陶瓷粉 12份；
热稳定剂 8份；
抗氧化剂 6份
超微细填料 6份；
光稳定剂 5份。
其中：
所述增塑剂：脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
所述发泡剂：偶氮二甲酰胺。
所述热稳定剂：月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
所述抗氧化剂：按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-4甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
所述光稳定剂：2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
所述超微细填料：细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：包括以下重量份数的原料，
塑料基体 40～70份；
增塑剂 10～25份；
发泡剂 8～15份
覆膜陶瓷粉 6～12份；
热稳定剂 5～8份；
抗氧化剂 2～6份
超微细填料 2～6份；
光稳定剂 1～5份；
所述塑料基体为非转基因玉米淀粉、非转基因土豆淀粉、非转基因红薯淀粉中的一种或者三种的组合。
2.根据权利要求1所述的一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：所述塑料基体为非转基因玉米淀粉。
3.根据权利要求1所述的一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：所述塑料基体为非转基因土豆淀粉。
4.根据权利要求1所述的一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：所述塑料基体为按以下重量百分比组合的20％非转基因红薯淀粉、30％非转基因土豆淀粉、50％非转基因玉米淀粉。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：所述增塑剂为脂肪族二元酸酯、磷酸酯和氯化石蜡中的一种。
6.根据权利要求2或3或4所述的一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
7.根据权利要求2或3或4所述的一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：所述热稳定剂为月桂酸钙皂、月桂酸锌皂、亚磷酸酯、脂肪酸钙皂、脂肪酸锌皂中的一种。
8.根据权利要求2或3或4所述的一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：所述抗氧化剂为按照重量百分比组合的70％～85％的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和15％～30％的亚磷酸一苯二异辛酯。
9.根据权利要求2或3或4所述的一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：所述光稳定剂为2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
10.根据权利要求2或3或4所述的一种生物基可降解3D打印材料，其特征在于：所述超微细填料为细度为1.2～3.5um的硅酸盐或者碳酸盐。
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