[发明专利]可降解3D打印材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可降解3D打印材料，其特征在于：它包括以重量份数比计的如下原料：四氢呋喃200-280份、二硫化碳500-670份、纳米二氧化钛7-9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5-10份、2-氯苯基环氧乙烷50-60份、2-氯甲基苯甲酸乙酯80-90份、1,4-二氯-2-丁烯25-35份、氧化石墨烯70-80份、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐10-20份、聚乙二醇二丙烯酸酯30-40份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚2-5份、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑1-3份、纳米碳酸钙粉体7-9份、二茂铁衍生物25-35份、过氧化苯甲酰3-8份；

其中，所述二茂铁衍生物的结构式为：

2.根据权利要求1所述的可降解3D打印材料，其特征在于：它包括以重量份数比计的如下原料：四氢呋喃250份、二硫化碳650份、纳米二氧化钛8份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷8份、2-氯苯基环氧乙烷55份、2-氯甲基苯甲酸乙酯85份、1,4-二氯-2-丁烯30份、氧化石墨烯75份、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐15份、聚乙二醇二丙烯酸酯35份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚3份、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑2份、纳米碳酸钙粉体8份、二茂铁衍生物30份、过氧化苯甲酰5份。

3.根据权利要求1所述的可降解3D打印材料的制备方法，其特征在于：所述纳米碳酸钙粉体的平均粒径为100-500纳米。

4.根据权利要求1所述的可降解3D打印材料的制备方法，其特征在于：所述纳米二氧化钛的平均粒径为20-80纳米。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的可降解3D打印材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)初混物的制备：将四氢呋喃、二硫化碳、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氯苯基环氧乙烷、2-氯甲基苯甲酸乙酯、1,4-二氯-2-丁烯以及氧化石墨烯，加热混合，得初混物；

(2)球磨：将步骤(1)所得的初混物以及1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐加到球磨机中，利用球磨机以400-500r/min的转速球磨0.5-1h，得球磨产物；

(3)共混物A的制备：将步骤(2)所得的球磨产物与聚乙二醇二丙烯酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑加热搅拌混合，得共混物A；

(4)共混物B的制备：将步骤(3)所得的共混物A、纳米碳酸钙粉体、二茂铁衍生物混合均匀，之后再加入过氧化苯甲酰，混合均匀，最后转入双螺杆挤出机中，挤压成线材，即得可降解3D打印材料。

6.根据权利要求5所述的可降解3D打印材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)的具体操作方法为：先将四氢呋喃与二硫化碳混合，形成混合溶剂；将纳米二氧化钛在超声以及机械搅拌作用下分散到混合溶剂中；之后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氯苯基环氧乙烷、2-氯甲基苯甲酸乙酯以及1,4-二氯-2-丁烯，在60-70℃下搅拌混合15-25min，接着加入氧化石墨烯，在60-70℃下继续搅拌混合2-4h，之后将温度升至80-90℃，继续加热搅拌，将四氢呋喃以及二硫化碳蒸出，即得初混物。

7.根据权利要求6所述的可降解3D打印材料的制备方法，其特征在于：所述超声以及机械搅拌中，所述的超声功率为300～500W，超声频率为28KHz～40KHz，机械搅拌转速为500～800r/min。

8.根据权利要求5所述的可降解3D打印材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)的具体操作方法为：将步骤(2)所得的球磨产物、聚乙二醇二丙烯酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑放入高速混合机中，在转速为160～180r/min、温度为120-140℃下搅拌混合30-35min，得共混合物A。

9.根据权利要求5所述的可降解3D打印材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)的具体操作方法为：将步骤(3)所得的共混物A、纳米碳酸钙粉体、二茂铁衍生物加入高速混合机中，在转速为160～180r/min、温度为60-75℃下搅拌混合30-35min，接着加入过氧化苯甲酰，在转速为160～180r/min、温度为85-95℃下混合均匀，最后转入双螺杆挤出机中，挤压成线材，即得所述的可降解3D打印材料；

其中，双螺杆挤出机工艺参数如下：

第一段温度控制在120-125℃；第二段温度控制在125-130℃；第三段温度控制在130-135℃范围内；第四段温度控制在155-160℃范围内；第五段温度控制在155-160℃范围内；第六段温度控制在155-160℃范围内；第七段温度控制在160-170℃范围内；出料口模头温度控制在175-180℃范围内；挤出机主机转速控制在80-100r/min范围内，喂料速度为10-15r/min。