[发明专利]一种纳米纤维素改性山核桃壳微粉/热塑性材料复合3D打印耗材及制备方法

权利要求书

1.一种纳米纤维素改性山核桃壳微粉/热塑性材料复合3D打印耗材，其特征在于，由纳米纤维素改性山核桃壳微粉和热塑性材料按质量比为1:9-1:4混合而成；

所述纳米纤维素改性山核桃壳微粉由以下质量份数的组分组成：山核桃壳60-80份、滑石粉5-10份、纳米纤维素4.8-9份、阳离子淀粉0.1-0.5份、烷基烯酮二聚体0.1-0.5份、偶联剂5-10份、润滑剂5-10份；

所述纳米纤维素改性山核桃壳微粉的制备方法为：

S1：将山核桃壳、滑石粉混合加入到球磨机中使用氧化铝研磨球进行球磨，得到细度为300-800目的山核桃壳微粉；

S2：将所述山核桃壳微粉加入到纳米纤维素水溶液中，滴加阳离子淀粉溶液，滴毕后搅拌3-5分钟，然后滴加烷基烯酮二聚体乳液，滴毕后搅拌3-5分钟，滴加氨水调节pH值至7.5-8.5，得到山核桃壳微粉和纳米纤维素混合溶液；

S3：将所述山核桃壳微粉和纳米纤维素混合溶液在真空干燥箱中干燥，进行山核桃壳微粉表面包覆改性和纳米纤维素表面烷基化改性，得到含水率低于1%，纳米纤维素表面包覆并疏水化改性的山核桃壳微粉；

S4：将纳米纤维素表面包覆并疏水化改性的山核桃壳微粉和偶联剂、润滑剂混合加入球磨机中使用氧化铝研磨球球磨，在纳米纤维素表面引入端烯烃，得到纳米纤维素改性山核桃壳微粉；

所述热塑性材料包括以下质量份数的组分组成：聚乳酸50-80份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯5-20份、纤维素生物复合材料10-20份、增韧剂1-5份、抗氧化剂1-5份；

所述纤维素生物复合材料为芬兰芬欧汇川集团生产的型号为UPMFormi3D的纤维素生物复合材料。

2.如权利要求1所述的一种纳米纤维素改性山核桃壳微粉/热塑性材料复合3D打印耗材，其特征在于，所述滑石粉为硅酸镁盐类矿物质，细度为325目-800目；所述纳米纤维素为以木浆、竹浆纤维为原料，经过研磨得到的纳米纤维素直径为10-500nm；所述阳离子淀粉为季铵盐改性淀粉衍生物，阳离子取代度为0.02-0.05。

3.如权利要求1所述的一种纳米纤维素改性山核桃壳微粉/热塑性材料复合3D打印耗材，其特征在于，所述偶联剂为以下任意一种或两种以上的混合物：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。

4.如权利要求1所述的一种纳米纤维素改性山核桃壳微粉/热塑性材料复合3D打印耗材，其特征在于，所述润滑剂为以下任意一种或两种以上的混合物：硬脂酸钙、硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸锌、金属皂的高分子复合酯、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡或硅酮。

5.如权利要求1所述的一种纳米纤维素改性山核桃壳微粉/热塑性材料复合3D打印耗材，其特征在于，所述增韧剂为以下任意一种或两种以上的混合物：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。

6.如权利要求1所述的一种纳米纤维素改性山核桃壳微粉/热塑性材料复合3D打印耗材，其特征在于，所述抗氧化剂为以下任意一种或两种以上的混合物：1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5叔丁基苯基)丁烷、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇脂、硫代二丙酸二烷基酯或2，6-二叔丁基对甲酚。