[发明专利]一种用于增材制造的增韧聚乳酸材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种用于增材制造的增韧聚乳酸材料的制备方法，包括以下步骤：称取适量配比的各组分将其混合，然后将混合好的物料放入单螺杆挤出机的加工料筒内挤出拉线，所述单螺杆挤出机为带有栅板的屏障型混合头单螺杆，所述单螺杆挤出机挤出拉线的温度设置为：一区为160℃～170℃、二区为185℃～195℃、三区为190℃～200℃、四区为195℃～205℃、五区为190℃～200℃，机头为185～195℃。通过使用带有栅板的屏障型混合头单螺杆对聚乳酸进行一步法直接改性拉线，即省去传统方式中的双螺杆挤出造粒工序，混合物直接单螺杆拉线，节约能源；制备的聚乳酸材料能够很大程度的提高材料的冲击强度。

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸材料的制备方法，具体涉及一种用于增材制造的增韧聚乳酸的制备方法，属于高分子材料加工技术领域。

背景技术

增材制造(Additive Manufacturing，AM)技术又称3D打印，是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，是一种自下而上的制造方法。聚乳酸由于其优异的性能被较早的应用于增材制造的制造工艺中，但由于其材料本身固有的脆性大、韧性差的缺点，极大的限制了材料在增材制造方面的应用。增材制造累加工艺制造的产品本身的层纹也导致产品的表观质量差，而产品表面的后处理工序增加了产品制造的难度。

由于聚乳酸本身环保性能和打印性能的优势，使得聚乳酸材料已经成为颇受欢迎的3D打印耗材。目前用于增材制造的聚乳酸产品主要为两类，一类为普通聚乳酸，产品脆性大，韧性差，用于普通打印，另一类为增韧聚乳酸，产品韧性较普通聚乳酸有一定提高，产品应用范围扩大。但由于目前增韧聚乳酸的方式一般是通过聚乳酸与橡胶类产品共混挤出后得到，产品表面的光泽度大大降低，且混合物要通过双螺杆挤出造粒、单螺杆挤出拉线两步完成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的增韧聚乳酸材料需要通过聚乳酸与橡胶类产品共混挤出后得到，且需要两步挤出，产品表面的光泽度大大降低，成本高。

为解决技术问题，提供一种用于增材制造的增韧聚乳酸的制备方法，从而可对聚乳酸进行一步法直接改性拉线，即省去传统方式中的双螺杆挤出造粒工序，混合物直接单螺杆拉线，节约能源；并且制备的聚乳酸材料能够很大程度的提高材料的冲击强度，也使得线材在打印的过程中不致因打印层纹而影响产品的表面质量。

除非特别指明，本文中的“增韧PLA线材”均指“增韧聚乳酸材料”。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，本发明提供一种用于增材制造的增韧聚乳酸材料，包括以下重量百分比的各组分：75～90％的聚乳酸，8～22％的聚氨酯弹性体，0.1～0.3％的苯乙烯/丙烯酸聚合物，0.2～0.4％的受阻酚类抗氧剂，0.2～0.4％的含硫辅助抗氧剂，0.1～0.3％的二苯甲酮类紫外线吸收剂，1～2％的润滑剂和0.2～0.3％的扩散油。

优选地，所述增韧聚乳酸材料包括以下重量百分比的各组分：80～88％的聚乳酸，9～17％的聚氨酯弹性体，0.1～0.3％的苯乙烯/丙烯酸聚合物，0.2～0.4％的受阻酚类抗氧剂，0.2～0.4％的含硫辅助抗氧剂，0.1～0.3％的二苯甲酮类紫外线吸收剂，1～2％的润滑剂和0.2～0.3％的扩散油。在该配比范围下得到的增韧聚乳酸材料的断裂伸长率、拉伸强度等机械性能均衡，打印各方面性能优。

优选地，所述增韧聚乳酸材料包括以下重量百分比的各组分：80％的聚乳酸，17％的聚氨酯弹性体，0.3％的苯乙烯/丙烯酸聚合物，0.2％的受阻酚类抗氧剂，0.2％的含硫辅助抗氧剂，0.3％的二苯甲酮类紫外线吸收剂，1.8％的润滑剂和0.2％的扩散油。在该配比范围下得到的增韧聚乳酸材料的断裂伸长率、拉伸强度等机械性能均衡，打印各方面性能优。

优选地，所述苯乙烯/丙烯酸聚合物选自主官能团为环氧基，辅助的功能基团为胺基、硫醇、羧基、酚、醇中含3个以上的苯乙烯/丙烯酸聚合物中的一种。