CN106633595A - 抑菌3d打印线材及其制备方法 - Google Patents

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杨军
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李思文
郑兰斌
吴志华
吕晨
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Abstract

本发明公开了一种抑菌3D打印线材及其制备方法，所述制备方法包括：将水性环氧树脂、硝酸银和水混合后，过滤、烘干后得到抑菌树脂；将丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯塑料、所述抑菌树脂、聚酰胺树脂、蛭石粉、硬脂酸钡、铝粉、玻璃纤维、引发剂、交联剂和色料混合后熔融，形成熔融液M；将所述熔融液M拉丝成型得到所述抑菌3D打印线材；解决了普通的线材由于冷却速度不同，引起不均匀的收缩，容易导致线材成型后发生翘曲，同时，打印材料长时间在潮湿环境中存放，其表面容易发霉的问题。

Description

抑菌3D打印线材及其制备方法
技术领域
本发明涉及3D打印材料，具体地，涉及抑菌3D打印线材及其制备方法。
背景技术
3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用，目前，3D打印材料主要包括工程塑料、蛭石粉、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等。普通的线材由于冷却速度不同，引起不均匀的收缩，容易导致线材成型后发生翘曲，影响成型品的质量，同时，打印材料长时间在潮湿环境中存放，其表面容易发霉、滋生菌斑。
因此，提供一种成型后不易发生翘曲，且在潮湿环境中存放不易发霉的抑菌3D打印线材及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑菌3D打印线材及其制备方法，解决了普通的线材由于冷却速度不同，引起不均匀的收缩，容易导致线材成型后发生翘曲，同时，打印材料长时间在潮湿环境中存放，其表面容易发霉的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种抑菌3D打印线材的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将水性环氧树脂、硝酸银和水混合后，过滤、烘干后得到抑菌树脂；其中，相对于100重量份的水性环氧树脂，所述硝酸银的用量为0.3-0.6重量份，所述水的用量为30-50重量份；
(2)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、所述抑菌树脂、聚酰胺树脂、蛭石粉、硬脂酸钡、铝粉、玻璃纤维、引发剂、交联剂和色料混合后熔融，形成熔融液M；
(3)将所述熔融液M拉丝成型得到所述抑菌3D打印线材；其中，
相对于100重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，所述聚酰胺树脂的用量为10-20重量份，所述蛭石粉的用量为5-15重量份，所述硬脂酸钡的用量为1-5重量份，所述铝粉的用量为0.5-1.5重量份，所述玻璃纤维的用量为2-6重量份，所述引发剂的用量为0.3-1.2重量份，所述交联剂的用量为0.5-1.4重量份，所述色料的用量为0.7-1.5重量份，所述抑菌树脂的用量为5-15重量份。
本发明还提供了一种3D打印线材，所述3D打印线材由上述的制备方法制得。
通过上述技术方案，本发明提供了一种抑菌3D打印线材的制备方法，所述制备方法包括：将水性环氧树脂、硝酸银和水混合后，过滤、烘干后得到抑菌树脂；将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、所述抑菌树脂、聚酰胺树脂、蛭石粉、硬脂酸钡、铝粉、玻璃纤维、引发剂、交联剂和色料混合后熔融，形成熔融液M；将所述熔融液M拉丝成型得到所述3D打印线材；通过各原料之间的协同作用，使得制得的打印线材成型后不易发生翘曲，大大提高了成型品的质量，同时用于制备该打印线材的方法简单、原料易得。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种抑菌3D打印线材的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将水性环氧树脂、硝酸银和水混合后，过滤、烘干后得到抑菌树脂；其中，相对于100重量份的水性环氧树脂，所述硝酸银的用量为0.3-0.6重量份，所述水的用量为30-50重量份；
(2)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、所述抑菌树脂、聚酰胺树脂、蛭石粉、硬脂酸钡、铝粉、玻璃纤维、引发剂、交联剂和色料混合后熔融，形成熔融液M；
(3)将所述熔融液M拉丝成型得到所述抑菌3D打印线材；其中，
相对于100重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，所述聚酰胺树脂的用量为10-20重量份，所述蛭石粉的用量为5-15重量份，所述硬脂酸钡的用量为1-5重量份，所述铝粉的用量为0.5-1.5重量份，所述玻璃纤维的用量为2-6重量份，所述引发剂的用量为0.3-1.2重量份，所述交联剂的用量为0.5-1.4重量份，所述色料的用量为0.7-1.5重量份，所述抑菌树脂的用量为5-15重量份。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的线材的质量，相对于100重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，所述聚酰胺树脂的用量为14-18重量份，所述蛭石粉的用量为8-12重量份，所述硬脂酸钡的用量为2-3重量份，所述铝粉的用量为0.7-1.2重量份，所述玻璃纤维的用量为3-4重量份，所述引发剂的用量为0.6-1重量份，所述交联剂的用量为0.7-1.2重量份，所述色料的用量为0.9-1.3重量份；所述抑菌树脂的用量为8-12重量份。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过硫酸钠中的一种或多种。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和过氧化氢二异丙苯中的一种或多种。
为了使得原料混合后能够更好的熔融，在本发明的一种优选的实施方式中，所述熔融的温度为150-170℃。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的线材的质量，所述聚酰胺树脂的重均分子量为15000-30000。
本发明还提供了一种抑菌3D打印线材，所述抑菌3D打印线材由上述的制备方法制得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料和聚酰胺树脂为上海锦湖日丽塑料有限公司提供的市售品(聚酰胺树脂的重均分子量为15000-30000)，蛭石粉为广州数舜数字化科技有限公司提供的市售品。
实施例1
将100g水性环氧树脂、0.3g硝酸银和30g水混合后，过滤、烘干后得到抑菌树脂，将100g丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、8g抑菌树脂、14g聚酰胺树脂、8g蛭石粉、2g硬脂酸钡、0.7g铝粉、3g玻璃纤维、0.6g偶氮二异丁腈、0.7g过氧化二异丙苯和0.9g色料混合后熔融(熔融的温度为150℃)，形成熔融液M；将所述熔融液M拉丝成型得到所述3D打印线材。
实施例2
将100g水性环氧树脂、0.6g硝酸银和50g水混合后，过滤、烘干后得到抑菌树脂，将100g丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、12g抑菌树脂、18g聚酰胺树脂、12g蛭石粉、3g硬脂酸钡、1.2g铝粉、4g玻璃纤维、1g过氧化二酰、1.2g过氧化苯甲酰和1.3g色料混合后熔融(熔融的温度为170℃)，形成熔融液M；将所述熔融液M拉丝成型得到所述3D打印线材。
实施例3
将100g水性环氧树脂、0.4g硝酸银和40g水混合后，过滤、烘干后得到抑菌树脂，将100g丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、10g抑菌树脂、16g聚酰胺树脂、10g蛭石粉、2.5g硬脂酸钡、1g铝粉、3.5g玻璃纤维、0.8g过硫酸钠、1g过氧化氢二异丙苯和1.1g色料混合后熔融(熔融的温度为165℃)，形成熔融液M；将所述熔融液M拉丝成型得到所述3D打印线材。
实施例4
按照实施例1的方法进行制备，不同的是，相对于100g的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，所述聚酰胺树脂的用量为10g，所述蛭石粉的用量为5g，所述硬脂酸钡的用量为1g，所述铝粉的用量为0.5g，所述玻璃纤维的用量为2g，所述偶氮二异丁腈的用量为0.3g，所述过氧化二异丙苯的用量为0.5g，所述色料的用量为0.7g，所述抑菌树脂的用量为5g。
实施例5
按照实施例1的方法进行制备，不同的是，相对于100g的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，所述聚酰胺树脂的用量为20g，所述蛭石粉的用量为15g，所述硬脂酸钡的用量为5g，所述铝粉的用量为1.5g，所述玻璃纤维的用量为6g，所述偶氮二异丁腈的用量为1.2g，所述过氧化二异丙苯的用量为1.4g，所述色料的用量为1.5g，所述抑菌树脂的用量为15g。
对比例1
按照实施例1的方法进行制备，不同的是，相对于100g的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，所述聚酰胺树脂的用量为5g，所述蛭石粉的用量为3g，所述硬脂酸钡的用量为0.5g，所述铝粉的用量为0.3g，所述玻璃纤维的用量为1g，所述偶氮二异丁腈的用量为0.1g，所述过氧化二异丙苯的用量为0.2g，所述色料的用量为0.5g，所述抑菌树脂的用量为3g。
对比例2
按照实施例1的方法进行制备，不同的是，相对于100g的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，所述聚酰胺树脂的用量为25g，所述蛭石粉的用量为20g，所述硬脂酸钡的用量为7g，所述铝粉的用量为2g，所述玻璃纤维的用量为8g，所述偶氮二异丁腈的用量为1.5g，所述过氧化二异丙苯的用量为1.8g，所述色料的用量为1.8g，所述抑菌树脂的用量为18g。
测试例1
将制得的打印线材进行3D打印，制得相同板型的打印成型品，冷却后，观察成型品的翘曲情况；将制得的打印线材置于潮湿度为70％的环境中7天，观察其表面发霉情况。
表1
实施例编号 打印成型品的翘曲情况 线材表面发霉情况
实施例1 无明显翘曲 表面无明显菌斑
实施例2 无明显翘曲 表面无明显菌斑
实施例3 无明显翘曲 表面无明显菌斑
实施例4 无明显翘曲 表面无明显菌斑
实施例5 有轻微的翘曲 表面有较少菌斑
对比例1 有严重的翘曲 表面有较多菌斑
对比例2 有轻微的翘曲 表面有较少菌斑
通过上表数据可以看出，在本发明范围内制得的线材，打印成型后的成品无明显翘曲，潮湿环境中也不易滋生细菌，而在本发明范围外制得的线材，打印成型后的成品有轻微或严重的翘曲，潮湿环境中容易产生菌斑。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种抑菌3D打印线材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将水性环氧树脂、硝酸银和水混合后，过滤、烘干后得到抑菌树脂；其中，相对于100重量份的水性环氧树脂，所述硝酸银的用量为0.3-0.6重量份，所述水的用量为30-50重量份；
(2)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、所述抑菌树脂、聚酰胺树脂、蛭石粉、硬脂酸钡、铝粉、玻璃纤维、引发剂、交联剂和色料混合后熔融，形成熔融液M；
(3)将所述熔融液M拉丝成型得到所述抑菌3D打印线材；其中，
相对于100重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，所述聚酰胺树脂的用量为10-20重量份，所述蛭石粉的用量为5-15重量份，所述硬脂酸钡的用量为1-5重量份，所述铝粉的用量为0.5-1.5重量份，所述玻璃纤维的用量为2-6重量份，所述引发剂的用量为0.3-1.2重量份，所述交联剂的用量为0.5-1.4重量份，所述色料的用量为0.7-1.5重量份，所述抑菌树脂的用量为5-15重量份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，所述聚酰胺树脂的用量为14-18重量份，所述蛭石粉的用量为8-12重量份，所述硬脂酸钡的用量为2-3重量份，所述铝粉的用量为0.7-1.2重量份，所述玻璃纤维的用量为3-4重量份，所述引发剂的用量为0.6-1重量份，所述交联剂的用量为0.7-1.2重量份，所述色料的用量为0.9-1.3重量份；所述抑菌树脂的用量为8-12重量份。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过硫酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和过氧化氢二异丙苯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述熔融的温度为150-170℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述聚酰胺树脂的重均分子量为15000-30000。
7.一种抑菌3D打印线材，其特征在于，所述抑菌3D打印线材由权利要求1-6中任意一项所述的制备方法制得。
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