[发明专利]一种用于热熔型3D打印的导电聚乳酸复合材料组合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种用于热熔型3D打印的导电聚乳酸复合材料组合物的制备方法。

背景技术

近年来，快速成型得到了长足的发展，其中三维(3D)打印技术日益成熟并产业化，在生物工程、航空航天、建筑、设计等领域逐渐推广应用。3D打印有几种，最简单也是最低成本的是塑料热熔沉积打印成型，使用塑料丝条，在型腔和喷头处加热，快速将塑料熔融成液体，然后一层一层地打印3D制品。使用较多的塑料品种有ABS、尼龙、聚乳酸等。

聚乳酸是由乳酸聚合的、可完全生物降解的塑料，是完全的绿色生态生物塑料，不消耗化石能源，在医药、医疗、组织工程等领域得到了应用。但是，聚乳酸本身韧性较差，结晶速度较慢，耐热性较低，限制了其在一些领域的应用，因而常需要进行改性和复合。随着塑料工业的迅猛发展，高分子材料的改性和复合技术也日益成熟，开发了多种聚乳酸的改性和复合材料，但适用于3D打印的具有导电特性的聚乳酸复合材料报道不多，因此急需进行开发和产业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于热熔型3D打印的导电聚乳酸复合材料组合物的制备方法,所制备的聚乳酸复合材料组合物具有高流动性、快速结晶性和高韧性，具有收缩率低、打印精度高，适用于熔融沉积3D打印快速成型。

一种用于热熔型3D打印的导电聚乳酸复合材料组合物的制备方法，所述制备方法包括：

将聚乳酸溶解在质量浓度为5％的二氯乙烷中；

再加入碳纳米管，并搅拌均匀；

加入偶联剂，在超声波作用下搅拌30分钟～1小时；

然后蒸发二氯乙烷，将剩余物在真空干燥箱中干燥成薄片状，干燥后冷却，粉碎；

将粉碎后的产物按设定的配方比例称重，并加入到高速混合机中，高速混合1分钟；

将混合物加入到螺杆挤出机中熔融混炼，水槽冷却，拉成直径Φ1.75mm±0.2mm的丝条，得到所述导电聚乳酸复合材料组合物；

其中，制备组合物的各组分质量百分比范围为：

75～90％的聚乳酸，0.5～5％的碳纳米管，0.01～0.05％的偶联剂，1～5％的相容剂，0.3～0.6％的抗氧剂，1～5％的增韧剂，0.5～2％的润滑剂，0.1～2％的成核剂，以及0.5～2％的增塑剂，上述各组分质量百分比之和为100％。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，按照上述方法所制备的聚乳酸复合材料组合物具有高流动性、快速结晶性和高韧性，具有收缩率低、打印精度高，适用于熔融沉积3D打印快速成型。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所提供用于热熔型3D打印的导电聚乳酸复合材料组合物的制备方法流程示意图；

图2为本发明所举实例中制备导电聚乳酸复合材料的双螺杆组合模式示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供用于热熔型3D打印的导电聚乳酸复合材料组合物的制备方法流程示意图，所述制备方法包括：

步骤11：将聚乳酸溶解在质量浓度为5％的二氯乙烷中；

步骤12：再加入碳纳米管，并搅拌均匀；

步骤13：加入偶联剂，在超声波作用下搅拌30分钟～1小时；

步骤14：然后蒸发二氯乙烷，将剩余物在真空干燥箱中干燥成薄片状，干燥后冷却，粉碎；

该步骤中，干燥后得到的薄片厚度不大于5mm。通过该操作，可以大大提高碳纳米管在聚乳酸中的分散。

步骤15：将粉碎后的产物按设定的配方比例称重，并加入到高速混合机中，高速混合1分钟；

在该步骤中,所述设定的配方比例具体为:

称重1～5％的相容剂，0.3～0.6％的抗氧剂，1～5％的增韧剂，0.5～2％的润滑剂，0.1～2％的成核剂，以及0.5～2％的增塑剂。