[发明专利]一种用于三维打印的聚乳酸复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于三维打印的聚乳酸复合材料，其特征是：含有片状微细金属粉，按重量份主要由以下组分的原料组成：

聚乳酸             70-80份，

片状微细金属粉     5-15份，

表面修饰剂         1-2份，

结晶剂             0.5-1份,

抗氧剂             0.2-0.3份，

加工助剂           0.2-0.3份，

所述的聚乳酸为数均分子量10-15万,通过50目过筛的粉末聚乳酸，在190℃×2.16kg 的测试条件下熔融指数为4-6g/10min；

所述的片状微细金属粉为平均粒径10-20μm，径厚比大于20的微细片状铝粉、微细片状锌粉、微细片状铁粉、微细片状不锈钢粉、微细片状镍粉、微细片状钛粉、微细片状铜粉、微细片状锌铝合金粉中的至少一种；

所述的表面修饰剂为硬脂酸失水山梨醇酯、单棕榈酸山梨醇酐酯、失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的至少一种；

所述的结晶剂为聚环氧乙烷；

所述的抗氧剂为受阻酚型抗氧剂四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和受阻酚型抗氧剂亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基) 酯按重量比1∶1复配而成；

所述的加工助剂为N，N′-双乙撑硬脂肪酸酰胺、硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的至少一种。

2.一种制备如权利要求1所述用于三维打印的聚乳酸复合材料的方法，其特征是将权利要求1所述的重量份比例的原料按如下方式加工：

1）将5-15重量份的片状微细金属粉、1-2重量份的表面修饰剂加入到微粉机中，设定微粉机温度80-100℃，以1200-1500rpm速度高速分散5-10min，片状微细金属粉体集束被充分分散，然后加入0.2-0.3重量份的抗氧剂继续分散3-5min，得到具有活性的片状微细金属粉体；

2）将步骤1）得到的活性片状微细金属粉体与70-80重量份的聚乳酸粉末、0.5-1重量份的结晶剂加入高速混合机，在40-50℃条件下，以300-900rpm的转速混合10-20min，然后加入0.2-0.3重量份的加工助剂分散混合3-5min，加工助剂完全熔融分散后放料；

3）将步骤2）得到的物料置于螺杆挤出设备中，于140-175℃条件下挤出，通过孔径为3mm的单孔模具形成圆形条，螺杆挤出设备设有真空脱挥装置，使物料在一次生产中就可以完成混料、混炼、塑化、剪切分散、均化和脱水的全过程，在此基础上，其主要操作参数的进一步控制范围是：主机转速150-300转/分钟，喂料机转速8-30转/分钟；挤出温度控制范围：一至三区140-145℃，四至六区169-175℃，七至十区140-145℃；经70-80℃的恒温箱恒温，恒温箱采用热风恒温，避免了水冷造成的形变，经拉伸，卷取得到直径在1.75mm左右的均匀丝状聚乳酸复合材料。

3.根据权利要求2 所述一种用于三维打印的聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：制备方法第1）步所述的微粉机为立式气流微粉机，在高速气流形成的冲击下，片状微细金属粉体呈流态化，使每个微细粉体具有单个运动状态，实现对片状微细金属粉体集束分散并与表面修饰剂活化改性，从而形成活化片状微细金属粉。

4.根据权利要求2 所述一种用于三维打印的聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：制备方法第3）步所述的螺杆挤出设备为同向双螺杆挤出机。

5.根据权利要求2 所述一种用于三维打印的聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：制备方法第3）步所述的螺杆挤出设备优选长径比在20-25:1的同向双螺杆挤出机。