[发明专利]一种用于3D打印的改性聚乳酸材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及打印材料领域，特别涉及一种用于3D打印的改性聚乳酸材料及其制备方法。

背景技术

3D打印即增材制造技术，是一种通过连续物理层叠加，逐层增加材料来生产三维实体的技术。通常，3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的打印材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

与传统的去除材料加工技术不同，3D打印技术无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生产出任何形状的物体，能够有效的简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。

3D打印的方式有很多种，其中熔融沉积成型(FDM)是目前市场上最常见的一种3D打印方式，其创新发展快，但是所能使用的打印材料较少。在熔融沉积成型的工艺中，打印材料是影响工艺发展和成品性能的关键因素。

常见的打印材料有聚乳酸(PLA)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚乙烯醇(PVA)、尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)等。这些打印材料由于自身存在的缺点，限制了他们的应用。尼龙和聚碳酸酯是其中力学性能较好的材料，但是打印难度大，易翘曲，成型难度高，成本也比较高。聚乙烯醇是一种支撑材料，需要其他材料配合使用。ABS打印过程中有异味。聚乳酸材料应用最为普遍。但是普通聚乳酸材料普遍力学性能较弱，尤其是其抗冲击性能和韧性较差，得到的打印制品受到轻微冲击就容易开裂，应用受到限制。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种改性聚乳酸材料及其制备方法，其适用于3D打印，耐冲击性及韧性好。

本发明公开了一种用于3D打印的改性聚乳酸材料，由以下组分构成：

55～95重量份聚乳酸；

3～45重量份聚丁二酸丁二醇酯；

0～10重量份的相容剂；

0～10重量份的助剂；

所述相容剂为马来酸酐、过氧化二异丙苯、2,6-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、GMA-乙烯-丙烯酸甲酯的三元共聚物和扩链剂ADR中的一种或多种。

优选的，所述助剂为润滑剂、成核剂、分散剂、热氧稳定剂中的一种或多种。

优选的，包括60～70重量份的聚乳酸，10～30重量份聚丁二酸丁二醇酯和0.2～0.5重量份相容剂。

优选的，包括70～75重量份的聚乳酸，40～44重量份聚丁二酸丁二醇酯，0.5～1.5重量份相容剂和0.1～1重量份助剂。

优选的，包括75～85重量份聚乳酸，20～25重量份聚丁二酸丁二醇酯，1～2重量份相容剂和0.9～2重量份助剂。

本发明还公开了一种改性聚乳酸材料的制备方法，包括以下步骤：

将55～95重量份聚乳酸，3～45重量份聚丁二酸丁二醇酯，0～10重量份的相容剂和0～10重量份的助剂干燥后，混合均匀，得到混合物；

将所述混合物熔融挤出，成型后得到改性聚乳酸材料；

所述相容剂为马来酸酐、过氧化二异丙苯、2,6-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、GMA-乙烯-丙烯酸甲酯的三元共聚物和扩链剂ADR中的一种或多种。

优选的，所述挤出时的温度依次为145～180℃，155～190℃，160～200℃，160～200℃，165～210℃。

优选的，所述挤出时的模头温度170～225℃，挤出机转速40～120r/min。

优选的，所述成型为拉丝、造粒或造粉。

优选的，所述造粒方法为将拉丝后的丝材引入切粒机，进行造粒；所述造粉的方法为急冷破碎和溶剂溶解析出。