[发明专利]氧化石墨烯接枝聚己内酯的制备方法及增韧剂和3D打印耗材

说明书

本发明公开了氧化石墨烯接枝聚己内酯的制备方法及增韧剂，在充氮气加入己内酯ε‑CL，氧化石墨烯，以甲苯为溶剂，辛酸亚锡为催化剂，于80～140℃下充分反应，反应结束冷却、浓缩、用乙醚沉淀、干燥得到氧化石墨烯接枝聚己内酯；再与聚乙烯混合造粒，获得的材料可作为聚乳酸3D打印线材的增韧剂，用于聚乳酸3D打印线材能够改善线材的力学性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及氧化石墨烯接枝聚己内酯的制备方法，还涉及含有氧化石墨烯接枝聚己内酯的聚乳酸3D打印线材增韧剂。

背景技术

随着社会的不断发展，环保材料越来越受欢迎。在高分子材料中，聚乳酸有着绿色环保、无毒无害、可生物降解、生物相容性良好等特性，广泛用于医药、食品包装、快餐饭盒等各种领域。

3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术应用在多个领域，如航空航天、医疗、珠宝服饰、工业设计、汽车制造、建筑、教育以及其他领域都有所应用。

FDM 3D打印离不开聚乳酸材料，纯聚乳酸原料制成的3D打印线材较脆，打印过程中线材容易断裂，影响打印；其次，打印后的产品力学性能不佳，不能满足更好的需求。而改性后的聚乳酸原料就不存在上述问题，但是市面上改性后的聚乳酸比较昂贵，使得成本大大提高。所以通过添加增韧剂来改善PLA线材的韧性，一般情况下，增韧剂添加量在2％～8％，就足以使PLA线材韧性接近甚至达到改性后PLA的韧性，增韧剂的添加可以很好地降低成本。因此，急需合成一种可用于聚乳酸3D打印线材的增韧剂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种氧化石墨烯接枝聚己内酯的制备方法；本发明的目的之二在于提供由所述方法制得的氧化石墨烯接枝聚己内酯；本发明的目的之三在于提供含有所述氧化石墨烯接枝聚己内酯的增韧剂；本发明的目的之四在于提供增韧剂的制备方法；本发明的目的之五在于提供利用所述增韧剂制备的聚乳酸3D打印耗材。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、氧化石墨烯接枝聚己内酯的制备方法，在充氮气加入己内酯ε-CL，氧化石墨烯，以甲苯为溶剂，辛酸亚锡为催化剂，于80～140℃下充分反应，反应结束冷却、浓缩、用乙醚沉淀、干燥得到氧化石墨烯接枝聚己内酯。

本发明中，所述己内酯ε-CL与氧化石墨烯的质量比为13：2。

2、由所述方法制得的氧化石墨烯接枝聚己内酯。

3、含有所述氧化石墨烯接枝聚己内酯的增韧剂。

4、所述增韧剂的制备方法，将氧化石墨烯接枝聚己内酯与PE混合后造粒制成增韧剂。

优选的，按重量份取氧化石墨烯接枝聚己内酯10～40份和PE 60～90份，混合后加入到双螺杆挤出机中，其中双螺杆挤出机从加料口到机头各区的料筒温度依次为：一区175～180℃、二区185～190℃、三区180～185℃，挤出牵引冷却后牵引至切粒机切粒得到增韧剂。

5、利用所述增韧剂制备的聚乳酸3D打印耗材，由以下方法制备：按重量份取PLA92～98份，增韧剂2～8份；使用单螺杆挤出机挤出拉丝成型，第一温区温度175℃～185℃、第二温区温度185℃～195℃、第三温区温度180℃～190℃，水槽温度45℃～55℃；挤出速度720rmp～920rpm，牵引速度400rmp～520rpm，收卷速度8rmp～14rpm。

本发明的有益效果在于：本发明公开了氧化石墨烯接枝聚己内酯的合成方法及合成的氧化石墨烯接枝聚己内酯，与PE混合后造粒后可制成聚乳酸3D打印线材的增韧剂，提高聚乳酸线材的韧性，同时可以很好地降低成本，能够广发用于工业化制备聚乳酸3D打印线材。

附图说明