[发明专利]用于3D打印的聚乳酸树脂组合物

说明书

一种聚乳酸树脂组合物，其包含：含有聚乳酸重复单元的硬段；以及包含聚氨酯多元醇重复单元的软段，在该软段中聚醚类多元醇重复单元通过氨基甲酸酯键彼此线性相连，所述聚乳酸树脂组合物可以在低温和高速率下加工，具有高凝固速率，并且是环保的，由于其熔点低，因此可用于3D打印。

技术领域

本发明涉及一种用于三维(3D)打印的聚乳酸树脂组合物，其不仅具有比常规聚乳酸树脂组合物更低的熔融温度，从而可承受低温和高速加工，而且还具有高凝固速率和环保特性。

背景技术

三维(3D)打印是指形成立体物体的方式，与在纸张或物体的表面上绘制图像的常规二维(2D)(即平面)打印技术相对。在3D打印中，通过计算机辅助设计(CAD)，将作为用于构成物体的原材料的墨印刷成所需的形状来制造物体。3D打印主要用于快速准备原型，以缩短制备这种原型所需的时间和费用。因此，3D打印可以用于多个领域，诸如个人用品、医疗用品、汽车部件、建筑产品等。

3D打印可以分为基于激光的方法，例如立体光刻(SLA)、选择性激光烧结(SLS)和UV喷墨模式，以及非基于激光的方法，例如过渡发展计划(TDP)、熔融沉积成型(FDM)等。

可用于3D打印技术制造物体的3D打印材料是多种多样的，包括诸如热塑性塑料、金属、纸、尼龙、橡胶、树脂、木材、沙、陶瓷等。FDM是使用最广泛的3D打印方法，该方法将热塑性树脂熔融并挤出以形成物体。通常可以用于FDM方法的原料包括，例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和聚乳酸(PLA)等。

作为主要材料之一，ABS是具有良好的诸如韧性等机械性能的工程塑料，可以以各种方式应用于3D打印领域。然而，它具有熔融温度高，在加工中会遭受形状变化(例如收缩)，并产生有害气体等缺点；因此，它不适合于在办公室或工作室中操作。

最近，PLA树脂作为3D打印材料引起了关注，因为它们在加工时没有毒性，具有允许低温加工的相对低的熔融温度，并且它们源自生物质材料，使得最终产品也是环保的，可被生物降解。此外，当冷却时，PLA树脂比烯烃树脂收缩更少，并且是透明的且容易染色。尽管具有上述优点，PLA树脂固化缓慢，并且由于其低玻璃化转变温度(Tg)和低结晶度，易于发生热变形。由于其伸长率约为5％以下，PLA树脂的柔软性很差且容易断裂。此外，PLA树脂可能具有不足的机械性能，例如冲击强度和韧性。为了克服如上所述的这些缺点，PLA树脂可能需要根据需求予以改性。

已经尝试的是通过向其加入增塑剂或扩链剂或通过进一步与橡胶组分共混，来使常规PLA树脂柔韧，以及通过向其加入各种增强剂来增强常规PLA树脂的物理性能，例如冲击强度和韧性(参见中国专利公开号103146164、103467950和103087489)。然而，加工时所需的PLA树脂的固化速率和最终产品的柔韧性仍需进一步提高。

本发明人经过研究，提供了一种用于3D打印的，具有改进的柔韧性和热特性的聚乳酸树脂组合物。据此，还提供了一种与柔性组分共聚的PLA树脂。

发明内容

技术问题

相应的，本发明的目的在于提供一种可用于3D打印的聚乳酸树脂组合物，其可承受低温和高速加工，并且具有改进的柔韧性和热特性。

本发明的另一个目的在于提供一种用于3D打印的PLA纤维，所述PLA纤维包含聚乳酸树脂组合物。

本发明的再一个目的是提供一种使用所述聚乳酸树脂组合物的3D打印方法。

对问题的解决方案