[发明专利]一种用于3D打印的PLA共混改性材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于3D打印的PLA共混改性材料及其制备方法，首先将P3/4HB、PLA分别投入粉碎机中进行粉碎，粉碎至P3/4HB为直径6mm的颗粒，PLA为直径5mm的颗粒，再分别放置在真空干燥箱中进行干燥；接着对填料、润滑剂和抗氧剂进行相应处理，并干燥放置；再进行PLA‑alt‑P3/4HB的合成；最后称取不同配比的P3/4HB、PLA和PLA‑alt‑P3/4HB，并在高速混合机中混合，混合均匀后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，得到共混材料。本发明通过使用不同组分的P3/4HB与PLA进行共混，并利用聚合反应合成PLA‑P3/4HB聚氨酯，通过添加PLA‑P3/4HB聚氨酯以增加PLA和P3/4HB材料的相容性，同时添加滑石粉、硅灰石等填充物对共混材料进行增强。

技术领域

本发明涉共混改性高分子领域，具体是一种用于3D打印的PLA共混改性材料及其制备方法。

背景技术

目前PLA、ABS为市面最常见的3D打印耗材，PLA为完全可生物降解材料，具有较高力学强度，但韧性较差，缺乏柔性的缺点，在3D打印应用过程中，PLA打印的模型韧性差，抗冲击力差的特点尤为突出。ABS是石油基材料，打印过程中会产生难闻的气味，同时打印过程中易发生翘曲、断层等现象。

目前在3D打印领域，主要应用于PLA的是物理改性即共混增韧改性的方法，聚乳酸可以和韧性好的聚合物(如PC、PE等)、弹性体(如ABS、EVA、PVC)或其它添加剂共混，但这些材料都是石油基材料，会影响PLA的生物降解性能；为维持PLA生物降解性能，可向聚乳酸体系中添加聚-β-羟丁酸(PHB)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丙撑碳酸亚丙酯(PBS)等生物降解树脂。由于这些材料与PLA不相容，所以只能一定程度上可提高其力学性能，但有其局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于3D打印的PLA共混改性材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于3D打印的PLA共混改性材料，所述改性材料各原料组分如下：以重量份计，PLA：50-100份、P3/4HB：1-50份、PLA-alt-P3/4HB：0.1-3份、润滑剂0.2-1份、抗氧剂0.2-1份、填料0-20份。

较为优化地，所述填料为滑石粉、硅灰石、经过硅烷偶联剂处理的滑石粉、硬脂酸处理的硅灰石、硅烷偶联剂处理的硅灰石中的一种或多种。

较为优化地，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡、石蜡中的一种或多种。

较为优化地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、AS4500中的一种或多种。

一种用于3D打印的PLA共混改性材料的制备方法，包括以下步骤：

1)原料处理；

2)合成PLA-alt-P3/4HB；

3)物料共混；

4)得到所述改性材料。

5)将所得改性材料经单螺杆拉线机拉成1.75mm的细丝；

6)使用FDM3D打印机对所得细丝进行3D打印测试。

较为优化地，包括以下步骤：

1)原料处理：首先将P3/4HB、PLA分别投入粉碎机中进行粉碎，粉碎至P3/4HB为直径6mm的颗粒，PLA为直径5mm的颗粒，再分别放置在真空干燥箱中进行干燥；接着对填料、润滑剂和抗氧剂进行相应处理，并干燥放置；

2)合成PLA-alt-P3/4HB：

a)制备PLA-diol；

b)制备P3/4HB-diisocyannate；