一种增强3D打印大豆油基杂化材料及制备方法和应用

本申请属于3d打印，尤其涉及一种增强3d打印大豆油基杂化材料及制备方法和应用。

背景技术：

1、大豆油来源于可再生的植物大豆，具有价格低廉、生物相容性、可降解性、易改性等优势，大豆油中甘油三酯链上有较多的双键，但是这些双键的反应活性非常低，无法直接发生聚合反应，目前工业领域应用大豆油之前，一般会先对大豆油上双键的改性和衍生化获得有价值的大豆油衍生物。

2、例如将大豆油进行改性和衍生化可以制备成各种类型的大豆油多元醇，可以直接用作合成不同聚氨酯的原料，例如先将大豆油在过氧化氢和有机酸作用下环氧化获得环氧大豆油脂，再将环氧大豆油与丙烯酸发生开环反应生成的环氧大豆油丙烯酸酯，可以用于制备3d打印大豆油树脂材料；然而受大豆油长链脂肪结构的限制，使用环氧大豆油丙烯酸酯进行3d打印得到的大豆油树脂材料，其拉伸强度、断裂伸长率等机械性能较低，因此以大豆油制备的3d打印大豆油树脂材料，目前主要用于对强度要求不高的涂料领域，在汽车车身、建筑物墙体、塑料容器、包装材料、塑料零件等强度要求较高的领域，目前主要使用石油基材料树脂材料。

3、大豆油来源于可再生的植物大豆，是一种绿色可降解的生物质资源，通过对3d打印大豆油基材料的机械性能改进，有望通过绿色可降解的生物质资源替代传统的石油基材料，实现了可持续化发展。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种增强3d打印大豆油基杂化材料及制备方法和应用，用于解决现有制备方法无法制备高机械强度的3d打印大豆油树脂材料的技术问题。

2、本申请第一方面提供了一种增强3d打印大豆油基杂化材料的制备方法，制备方法包括步骤：

3、步骤s1、将环氧大豆油丙烯酸酯、稀释剂、光引发剂、锆酸正丁酯、光产酸剂、硅烷偶联剂以及流平剂混合均匀，得到大豆油基杂化浆料；

4、步骤s2、使用光固化3d打印机对大豆油基杂化浆料进行3d打印成型，得到3d打印大豆油基杂化材料；

5、步骤s3、将3d打印大豆油基杂化材料进行烘烤，得到增强3d打印大豆油基杂化材料；

6、步骤s1中，所述环氧大豆油丙烯酸酯、稀释剂的质量比为40~55：22.5~35。

7、优选的，步骤s1中，所述光产酸剂选自二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐和2-异丙基硫杂蒽酮的混合物、二苯基[4-(苯基硫代)苯基]-六氟锑酸锍和2-异丙基硫杂蒽酮的混合物或双(4-(二苯基锍)苯基)硫醚-双六氟磷酸盐和2-异丙基硫杂蒽酮的混合物。

8、优选的，所述二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐和2-异丙基硫杂蒽酮的混合物中，二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐和2-异丙基硫杂蒽酮的质量比为1：0.05~0.15。

9、优选的，所述二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐和2-异丙基硫杂蒽酮的混合物中，二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐和2-异丙基硫杂蒽酮的质量比为1: 0.08~0.12。

10、所述二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐和2-异丙基硫杂蒽酮的混合物中，二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐和2-异丙基硫杂蒽酮的质量比为4~5：0.2~0.5。

11、优选的，步骤s1中，以质量份计算，所述环氧大豆油丙烯酸酯、稀释剂、光引发剂、锆酸正丁酯、光产酸剂、硅烷偶联剂以及流平剂的质量比为40~55：22.5~35：1~3：10~20：2~4：2~4：0.1~0.3。

12、优选的，步骤s1中，所述稀释剂选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种；

13、所述光引发剂选自tpo-l、819、1173、tmo中的至少一种；

14、所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570中的至少一种；

15、所述流平剂选自byk-371。

16、优选的，步骤s2中，光固化3d打印机选自lcd光固化3d打印机，3d打印成型过程中的紫外光固化波长为250~405nm。

17、优选的，步骤s2中，所述3d打印大豆油基杂化材料选自镂空球体形状的3d打印大豆油基杂化材料、镂空正方体形状的3d打印大豆油基杂化材料、镂空长方体形状的3d打印大豆油基杂化材料或镂空圆柱形状的3d打印大豆油基杂化材料。

18、优选的，步骤s3中，所述烘烤的温度为70~90℃，时间为24~72h。

19、本申请第二方面提供了一种增强3d打印大豆油基杂化材料，由第一方面所述的制备方法制备得到。

20、本申请第三方面提供了第二方面所述的一种增强3d打印大豆油基杂化材料在制备塑料容器、包装材料、塑料零件中的应用。

21、综上所述，本申请提供了一种增强3d打印大豆油基杂化材料及制备方法和应用，本申请提供的增强3d打印大豆油基杂化材料的制备方法包括：先将含有环氧大豆油丙烯酸酯、稀释剂、光引发剂、锆酸正丁酯、光产酸剂、硅烷偶联剂以及流平剂等原料的3d浆料，进行3d打印得到3d打印大豆油基杂化材料，随后进行烘烤，使3d打印大豆油基杂化材料中的酸催化锆酸正丁酯发生溶胶-凝胶反应原位合成粒径小、分散均匀的纳米二氧化锆，使得纳米二氧化锆的性能充分发挥，从而得到纳米二氧化增强3d打印大豆油基杂化材料，解决了现有制备方法无法制备高机械强度的3d打印大豆油树脂材料的技术问题。

技术特征：

1.一种增强3d打印大豆油基杂化材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的一种增强3d打印大豆油基杂化材料的制备方法，其特征在于，所述二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐和2-异丙基硫杂蒽酮的混合物中，二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐和2-异丙基硫杂蒽酮的质量比为1：0.05~0.15。

3.根据权利要求1所述的一种增强3d打印大豆油基杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述稀释剂选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的一种增强3d打印大豆油基杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，光固化3d打印机选自lcd光固化3d打印机，3d打印成型过程中的紫外光固化波长为250~405nm。

5.根据权利要求1所述的一种增强3d打印大豆油基杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述3d打印大豆油基杂化材料选自镂空球体形状的3d打印大豆油基杂化材料、镂空正方体形状的3d打印大豆油基杂化材料、镂空长方体形状的3d打印大豆油基杂化材料或镂空圆柱形状的3d打印大豆油基杂化材料。

6.根据权利要求1所述的一种增强3d打印大豆油基杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述烘烤的温度为70~90℃，时间为24~72h。

7.一种增强3d打印大豆油基杂化材料，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到。

8.权利要求7所述的一种增强3d打印大豆油基杂化材料在制备塑料容器、塑料包装材料或塑料零件中的应用。

技术总结本申请属于3D打印技术领域，尤其涉及一种增强3D打印大豆油基杂化材料及制备方法和应用；本申请提供的增强3D打印大豆油基杂化材料的制备方法包括先将含有环氧大豆油丙烯酸酯、稀释剂、光引发剂、锆酸正丁酯、光产酸剂、硅烷偶联剂以及流平剂等原料的3D浆料，随后依次进行3D打印、烘烤，得到纳米二氧化增强3D打印大豆油基杂化材料；并且通过光产酸剂的选择进一步提高了纳米二氧化增强3D打印大豆油基杂化材料的机械性能，可以解决现有制备方法无法制备高机械强度的3D打印大豆油树脂材料的技术问题。技术研发人员：黄龙辉,崔艳艳受保护的技术使用者：广东工业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18