[发明专利]聚乳酸木质材料制备方法

说明书

本申请公开了聚乳酸木质材料制备方法，包括如下步骤，S1:将干燥的聚乳酸、增韧剂及发泡微球混合搅拌均匀；S2:将搅拌均匀后的混合物在155℃～165℃下熔融共混挤出得到增韧发泡微球母粒。本发明具有如下有益效果：本方案通过将聚乳酸、增韧剂及发泡微球混合在一起制备成发泡增韧母粒，再通过将发泡增韧母材与聚乳酸再进行熔融共混挤出得到聚乳酸木质材料，该种聚乳酸木质材料再进行3D打印时发泡倍率较低，发泡较好控制，气体逸出较少，发泡最终效果稳定，所打印得到的制品色差小。

技术领域

本发明涉及材料成型领域，尤其涉及一种聚乳酸木质材料制备方法。

背景技术

聚乳酸木质材料是目前3D打印中常用的材料，由于聚乳酸简称PLA，所以行业内亦称聚乳酸木质材料为PLA木质材料。目前制备聚乳酸木质材料的方法有两种。

第一种制备方法是先将聚乳酸与无机粉体按照一定比例通过同向平行双螺杆挤出机熔融共混造粒，得到共混粒子；然后再将共混粒子经过干燥后添加色粉，通过单螺杆挤出机挤出规定尺寸的单丝。利用这种制备方法得到的聚乳酸木质材料存在一个问题，即由于无机粉体的存在，该种单丝打印出的制品其层间粘接强度会显著降低，具体表现就是制品发脆。

第二种制备方法是将干燥的聚乳酸与化学发泡剂及色粉混合通过高速搅拌机混合均匀，然后再将混合料直接通过单螺杆挤出机挤出规定尺寸的单丝。这种制备方法得到的聚乳酸木质材料存在一个问题，即在打印过程中化学发泡剂会出现二次发泡，而二次发泡的强度与时间及温度相关，而二次发泡的强度会影响制品的色泽，在打印过程中随打印温度、打印速度的不同，其打印的制品木质效果、颜色深浅都会不一样，即使是同一制品，由于不同区域打印速度不一样，其不同区域也会存在较大色差(一般色差在20％左右)。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种聚乳酸木质材料制备方法。

本发明采取的技术方案如下：

一种聚乳酸木质材料制备方法，包括如下步骤，

S1:将干燥的聚乳酸、增韧剂及发泡微球混合搅拌均匀；

S2:将搅拌均匀后的混合物在155℃～165℃下熔融共混挤出得到增韧发泡微球母粒。

需要进行说明的是，本案中的发泡微球已经有专利文献公开了，具体本案中优先选用CN109414672A或者CN105555851A所提供的发泡微球的制备方法制得的发泡微球。

利用上述步骤其实制得的是一种增韧发泡微球母粒，将该种增韧发泡微球母粒与聚乳酸再进行熔融共混挤出就得到了可以用作3D打印的聚乳酸木质材料了。具体制得的增韧发泡微球母粒呈颗粒状。

发泡微球为一种核壳结构的粉末，其核心为低沸点烃类发泡剂，其外壳为交联型丙烯酸树脂，当加热温度高于外壳的玻璃化转变温度时，外壳软化同时低沸点烃类迅速气化产生内压力，在内压力作用下外壳膨胀使体积增大发泡，冷却时，外壳迅速固化保持在膨胀状态，因此体积大小仍为受热时候的体积。因为打印材料在离开3D打印机的喷头那一刻会迅速冷却下来，所以影响发泡微球发泡强度的就是3D打印机的喷头温度，而用聚乳酸在进行3D打印时最高温度是不超过220℃的，所以只需要选择最大发泡温度远高于220℃的发泡微球即可，当实际加热温度与发泡微球的最快发泡温度的差值达到30℃以上时，发泡微球的发泡倍率很低，对发泡程度的控制比较好，同时可以选择外壳较厚(厚度在1um左右)的发泡微球。

本方案通过将聚乳酸、增韧剂及发泡微球混合在一起制备成发泡增韧母粒，再通过将发泡增韧母粒与聚乳酸再进行熔融共混挤出得到聚乳酸木质材料，该种聚乳酸木质材料再进行3D打印时发泡倍率较低，发泡较好控制，气体逸出较少，发泡最终效果稳定，所打印得到的制品色差小。

可选的，所述增韧剂占发泡增韧母粒的质量百分比为20％～25％，所述发泡微球占发泡增韧母粒的质量百分比为20％～25％。