[发明专利]一种用于3D打印的量子点发光复合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于3D打印的量子点发光复合物，由以下重量份计的原料组成：100份聚乳酸、0.2～0.5份扩链剂、5～17份增塑剂、20～60份无机物、20～60份石墨烯量子点、1～5份补强剂、1～5份润滑剂，其中，所述无机物为纳米二氧化硅或纳米二氧化钛。本发明通过扩链剂对聚乳酸进行改性，强化聚乳酸性能，再将石墨烯量子点与无机物混合，加强量子点发光复合物的发光强度，最后将石墨烯量子点和无机物的混合粉末与改性后的聚乳酸以及增塑剂、补强剂和润滑剂混合，石墨烯量子点的三个维度尺寸通常小于10nm，发生的散射较小，不易发生团聚和沉淀；量子点发光复合物性能优异，可打印出不同形状的发光体，配合激光源的使用，可制造出不同形状和功能的发光体，具有美好的应用前景。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种用于3D打印的量子点发光复合物及其制备方法。

背景技术

3D打印技术又称增材制造技术，实际上是快速成型领域的一种新兴技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。基本原理是叠层制造，逐层增加材料来生成三维实体的技术。目前，3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些传统依赖的精细加工工艺。另外，3D打印技术逐渐应用于医学、生物工程、建筑、服装、航空等领域，为创新开拓了广阔的空间。

同样，3D打印在发光材料领域也具有美好的应用前景。目前，有一些公开专利将荧光粉与高分子胶体按一定比例混合，制成掺杂有荧光粉的高分子胶体，通过喷头用掺杂有荧光粉的高分子胶体进行打印。然而，掺杂有荧光粉的高分子胶体存在荧光粉团聚、荧光粉与高分子胶体表面光散射效应剧烈以及荧光粉的发射光谱变化的问题，荧光粉胶在3D打印领域的发展受到限制。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种用于3D打印的量子点发光复合物及其制备方法，该复合物可以通过3D打印制成各种形状的复合体，结构稳定，机械性能好，发光特性好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于3D打印的量子点发光复合物，由以下重量份计的原料组成：100份聚乳酸、0.2～0.5份扩链剂、5～17份增塑剂、20～60份无机物、20～60份石墨烯量子点、1～5份补强剂、1～5份润滑剂，其中，无机物为纳米二氧化硅或纳米二氧化钛。

优选的，扩链剂为ADR 4370S或ADR-4368C/CS。

优选的，增塑剂为己二酸二乙醇单丁酯或聚己二酸二甘醇酯。

优选的，补强剂为纳米碳酸钙或者碳纳米管。

优选的，润滑剂为滑石粉、高岭土和云母中的一种或多种。

本发明还提供了上述用于3D打印的量子点发光复合物的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取无机物和石墨烯量子点并混合，使用乙醇于室温下将上述混合物进行溶解，超声搅拌1～2h，然后将混合溶液于60～80℃干燥8～10h，得到无机物和石墨烯量子点的混合粉末；

S2、将聚乳酸于60～80℃干燥4～5h，然后将聚乳酸与扩链剂加入高速混料机，在10～30℃下于200～400r/min的转速下进行充分混合，0.5～2h后出料，然后使用双螺杆混合机挤出造粒，接着将所造粒子干燥后挤出加工成细丝，并球磨成细粉；

S3、将S2得到的细粉与S1得到的无机物和石墨烯量子点的混合粉末以及增塑剂、补强剂、润滑剂依次放入双螺杆挤出机进行熔融，均匀混合后挤出，自然冷却后造粒，即得到用于3D打印的量子点发光复合物。

优选的，S2中，使用双螺杆挤出机混合挤出造粒的挤出温度设置为175～190℃，模头温度为160～200℃，模杆转速200～400r/min。