[发明专利]一种3D打印用的高结晶性PLA材料及其制备方法

权利要求书

1.一种3D打印用的高结晶性PLA材料，其特征在于，按质量份数计，包括如下原料组分：PLA树脂100份，成核剂0.3～1份，抗氧剂0.5～0.7份，润滑剂0.5~0.8份，成核促进剂0.5～3份。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印用的高结晶性PLA材料，其特征在于，所述PLA树脂为L型聚乳酸，熔点为155~170℃，熔融流动指数为7g/10min（210℃/2.16kg），包括Natureworks公司商品牌号为PLA-4032D的PLA树脂；所述成核剂为酰胺类有机物，包括二苯基己二酰二胺。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印用的高结晶性PLA材料，其特征在于，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂包括商品牌号为抗氧剂300的抗氧剂，辅助抗氧剂包括商品牌号为抗氧剂168的抗氧剂，主抗氧剂与辅助抗氧剂添加量之比为1∶1～3∶4。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印用的高结晶性PLA材料，其特征在于，所述润滑剂包括商品牌号为E蜡的蒙旦蜡和商品牌号为PETS的润滑剂， 商品牌号为E蜡的蒙旦蜡和商品牌号为PETS的润滑剂的添加量之比为2∶3～3∶5。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印用的高结晶性PLA材料，其特征在于，所述成核促进剂包括聚乙二醇或聚丙二醇；所述聚乙二醇的分子在1000～6000g/mol；所述聚丙二醇的分子量在1000～2000g/mol。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印用的高结晶性PLA材料，其特征在于，所述3D打印用的高结晶性PLA材料为丝状材料，直径为1.75mm，直径误差在±2%以内，用于3D打印时的成型温度范围为185～220℃。

7.制备权利要求1~6任一项所述的一种3D打印用的高结晶性PLA材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按所述质量份数，将PLA树脂、成核剂、成核促进剂、抗氧剂和润滑剂分别进行干燥；

（2）将干燥后的PLA树脂和成核促进剂混合均匀后，用塑料薄膜袋将混合物密封，自然冷却后，再与干燥后的成核剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物料；混合物料经双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，得到改性颗粒；

（3）将改性颗粒进行干燥后，经单螺杆挤出机挤出牵引拉丝，得到所述用于3D打印用的高结晶性PLA材料。

8.根据权利要求7所述的一种3D打印用的高结晶性PLA材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述干燥条件为：PLA树脂在90℃鼓风干燥机内干燥4小时，成核促进剂、抗氧剂和润滑剂在65℃真空烘箱内干燥2小时，成核剂在90℃真空烘箱内干燥2小时；PLA树脂干燥后的水分含量低于0.025%。

9.根据权利要求7所述的一种3D打印用的高结晶性PLA材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，双螺杆挤出机挤出造粒过程中，由进料口至模头的各区温度为：140℃/150℃/160℃/170℃/180℃/190℃/190℃/190℃/180℃，挤出造粒的螺杆转速为100rpm。

10.根据权利要求7所述的一种3D打印用的高结晶性PLA材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述干燥是在90℃鼓风干燥机内干燥4小时；单螺杆挤出机挤出牵引拉丝过程中，由进料口到模头的各区的温度为：155℃/185℃/190℃/195℃/190℃/185℃，螺杆转速为6rpm。