[发明专利]聚乳酸合金及其制备方法、3D打印材料

说明书

技术领域

本申请属于3D打印材料技术领域，特别是涉及一种通过非生物材料ABS改性生物材料聚乳酸而得到聚乳酸合金。

背景技术

3D打印技术(3DPrinting)是21世纪制造业领域迅速发展的一项新兴成型制造技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。伴随着该技术的迅猛发展，对于该技术所需3D打印材料的研究也进入了白热化的状态，当前3D打印材料主要包括聚乳酸和ABS。

聚乳酸(PLA)是一种可完全生物降解、对环境友好的脂肪族聚酯类高分子材料，具有良好的化学惰性、良好的生物相容性、极易于加工以及其相应制品废弃后能在微生物、酸碱等自然条件下完全分解成对环境无毒无害的二氧化碳和水等优点。然而PLA具有玻璃化转变温度较高、性脆、耐冲击强度低以及柔性差等不足，这些缺点极大地限制了PLA在3D打印材料领域的应用。

ABS是一种由苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)连续相和聚丁二烯(PB)橡胶分散相组成的“海岛”型两相结构的三组分热塑性树脂。ABS树脂具有优异的机械性能、高的热稳定性能和耐化学性能以及好的加工性能，因此可看做3D打印材料的首选材料。

PLA和ABS用作3D打印材料时具有明显的区别：(1)PLA打印时气味为棉花糖味，而ABS打印时为刺鼻的有害气味；(2)PLA打印温度在200摄氏度左右，而ABS要在220摄氏度以上；(3)PLA比ABS具有更低的收缩率，即使打印较大尺寸的模型时也表现很好；(4)PLA是晶体，ABS是非晶体，因为ABS无相变，因此ABS不吸喷嘴的热能，而PLA却可能因吸收喷嘴热量而使部分PLA因放热而直接从液体相变为固体，从而有堵住3D打印机喷嘴的风险。

综上所述，现有聚乳酸和ABS材料可用于3D打印材料，但是还未达到理想的结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚乳酸合金及其制备方法、3D打印材料，其通过ABS改性聚乳酸，从而获得可更有效用于3D打印的聚乳酸合金。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种聚乳酸合金，按重量份包括：

45～95份的聚乳酸；

1～50份的ABS；

0～5份的表面活性剂,大于0份。

优选的，在上述的聚乳酸合金中，所述的聚乳酸选自聚D-乳酸、聚L-乳酸、聚(D,L)-乳酸中的一种或多种组合。

优选的，在上述的聚乳酸合金中，所述的ABS选自3504牌号、275牌号、8391牌号、3513牌号、3453牌号、8434牌号、8433牌号中的一种或多种组合。

优选的，在上述的聚乳酸合金中，所述的表面活性剂选自苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合。

相应的，本申请还公开了一种聚乳酸合金的制备方法，包括步骤：

(1)、将聚乳酸和ABS分别在50～100摄氏度下真空干燥1～10小时；

(2)、将干燥后的聚乳酸、ABS、以及表面活性剂混合均匀；

(3)、通过螺杆挤出机将聚乳酸、ABS和表面活性剂共混物挤出成型。

优选的，在上述的聚乳酸合金的制备方法中，所述螺杆挤出机各段温度分别为140～180摄氏度、150～190摄氏度和140～180摄氏度，螺杆转速为300～600r/min。

优选的，在上述的聚乳酸合金的制备方法中，所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。

本申请还公开了一种3D打印材料，按重量份包括：

45～95份的聚乳酸；

1～50份的ABS；

0～5份的表面活性剂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)、本发明所得聚乳酸合金产品具有比单一聚乳酸更好的光泽。

2)、本发明所得聚乳酸合金产品具有比单一聚乳酸更低的密度，使材料更轻便。

3)、本发明所得聚乳酸合金产品具有比单一聚乳酸具有更高温度下的尺寸稳定性。

4)、本发明所得聚乳酸合金产品降低了单一聚乳酸堵住3D打印机喷嘴的可能性。

5)、本发明所得聚乳酸合金产品具有比单一聚乳酸更好的冲击韧性。

6)、本发明所得聚乳酸合金产品具有投资低、操作简单和前景广的特点。

附图说明