一种基于地沟油的仿木色3D打印丝材及其制备和打印方法   0    0

本发明公开了一种基于地沟油的仿木色3D打印丝材及其制备和3D打印方法。所述耗材为黄色的、具有木质感的丝状物，其制备方法为：将地沟油经过环氧化获得环氧地沟油，而后与丙烯酸进行开环酯化反应，获得环氧地沟油丙烯酸酯‑丙烯酸预聚物，随后加入引发剂加热固化，获得环氧地沟油丙烯酸酯‑丙烯酸固化物，最后与聚乳酸共混拉丝，获得基于地沟油的仿木色3D打印丝材。该丝材可以用商品化的FDM 3D打印机打印成型，打印产品具有黄色的、仿木质感的外观，其成本低廉，韧性好，具有良好的应用前景。

1.一种基于地沟油的仿木色3D打印丝材，由以下百分比的物质组成：环氧地沟油丙烯酸酯-丙烯酸固化物，质量占比10％～70％；聚乳酸，质量占比30％～90％；
所述的环氧地沟油丙烯酸酯-丙烯酸固化物由如下质量份的原料合成：环氧地沟油90～110份；阻聚剂0.05～0.2份；开环酯化试剂25～65份；催化剂1～2份；引发剂1～2份，所述的环氧地沟油丙烯酸酯-丙烯酸固化物合成过程如下：
将开环酯化试剂与催化剂在温度50～70℃混合加热10～15分钟，形成澄清溶液A，将环氧地沟油与阻聚剂加入至反应装置中，温度缓慢升至80～90℃，搅拌混合形成均相溶液B，将所述澄清溶液A滴加至均相溶液B中，滴加时间为10～30分钟，升温至90～110℃，回流反应1.5～2.5小时，随后加入引发剂，在80～110℃反应10～30分钟，令反应物充分固化，冷却，室温干燥并粉碎，获得棕黄色的环氧地沟油丙烯酸酯-丙烯酸固化物；
所述的阻聚剂为对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚其中的一种或一种以上组合；
所述的开环酯化试剂为丙烯酸；
所述的催化剂为三苯基膦、N,N-二甲基苯胺、三乙胺其中的一种或一种以上组合；
所述的引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、叔丁基过氧化氢其中的一种或一种以上组合；
所述环氧地沟油如下质量份的原料合成：地沟油90～110份；环氧化试剂47.5～172份；
所述的环氧地沟油合成过程如下：
在有回流冷凝装置的反应器中，将地沟油加热到40℃，缓慢滴加入环氧化试剂，滴加完毕后，升温到60℃～80℃，加热搅拌2～6小时，而后冷却静置，分出油层，以质量浓度5％～
10％的碳酸氢钠溶液洗涤2～3次，再以60℃～70℃去离子水洗涤2～6次，收集油层，60℃～
70℃下真空旋转蒸发1～2小时，至油品清澈无水，即可获得浅黄色的，液态的环氧地沟油；
所述环氧化试剂依照下法配制：将30％过氧化氢水溶液、冰醋酸、浓硫酸和尿素按照质量比(60～155):(15～20):(0.3～0.5):(0.3～0.5)置于烧杯中，在30℃～50℃避光反应10～24小时。

2.如权利要求1所述的一种基于地沟油的仿木色3D打印丝材，其特征在于其为黄色的、具有木质感的丝状物，通过3D打印成型所得产品具有黄色的、仿木质感的外观，其紫外-可见漫反射光谱吸收峰值为271nm，抗拉强度为4.3MPa～14.5MPa，断裂伸长率为4.5％～
15.2％。

3.如权利要求1所述的一种基于地沟油的仿木色3D打印丝材的制备方法，其特征在于具体步骤为：采用商品化的，用于制备3D打印丝材的单螺杆挤出机，该挤出机包括进料口、螺杆、出料口、循环水冷却槽、自动牵引装置、收丝器，将环氧地沟油丙烯酸酯-丙烯酸固化物与聚乳酸以质量比(10～70):(30～90)混合，加入上述单螺杆挤出机中，设定进料口温度为60℃～80℃，螺杆区温度为150℃～200℃，出料口温度为60℃～100℃，待出料口出料后，将半熔融态的样品牵引经过循环水冷却槽，进入自动牵引装置，将丝材引入收丝器，调节螺杆转速为32～45rpm，牵引速度为160～180rpm，收丝器收丝速度为6～9rpm，获得直径在
1.75mm±0.1mm的黄色的、具有木质感的丝状耗材。

4.一种如权利要求3所述的基于地沟油的仿木色3D打印丝材的制备方法，其特征在于所采用的地沟油为以下一种或一种以上油脂的组合：下水道中的油腻漂浮物或者宾馆、酒楼的剩饭、剩菜经过简单加工、提炼出的油；餐饮单位在多次煎炸烧烤食材后淘汰的废油；
餐饮单位烹饪作业后的油底；居民抽油烟机集油器中的废油；
所采用的地沟油特征为：在室温为液态，碘值在90以上，若所用原料地沟油在室温下为半固态且碘值在30～90之间时，需要将地沟油进行离心分离，离心转速10000～12000rpm，离心时间5～10分钟，冷却后，地沟油被分离成为室温下固态的油底和液态的上清油，将上清油以倾泻法与油底分离，取上清油进行后续制备。

5.一种如权利要求1所述的基于地沟油的仿木色3D打印丝材的打印方法，其特征在于具体3D打印步骤为：采用商品化的熔融沉积成型3D打印机，该打印机包括挤出机、热床、喷头、传动装置，将熔融沉积成型3D打印机挤出头预热到180℃，将制备好的基于地沟油的仿木色3D打印丝材通过挤出机加料入喷头中，设定打印参数为：喷头温度180℃～210℃，热床温度为0℃～60℃，打印速度20～80mm/s，导入已经切片好的数据模型，启动3D打印机打印，打印完毕后，小心将打印好的产品与载物台分离，即可获得黄色的、具有仿木质感外观的3D打印产品。