[发明专利]一种碳纤维增强聚乳酸3D打印材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种碳纤维增强聚乳酸3D打印材料及其制备方法，所述材料由如下重量份的原料组成聚乳酸60～80份、增韧剂5～15份、相容剂2～10份、改性碳纤维5～25份、抗氧剂0.1～2份、抗水解剂0.5～2份、结晶成核剂0.05～1份、流动性调节剂0.5～3份、熔体融合增强剂0.2～2份；本发明采用碳纤维的表面改性技术，提高与聚乳酸的界面复合性能；针对FDM 3D打印的特点，通过添加流动调节剂和熔体融合增强剂，有效提高打印材料强度与母体材料强度的比值；针对打印材料使用前不进行干燥处理，采用抗水解剂抑制打印过程聚乳酸易发生水解的问题；通过配方间组分协调提高材料整体性能。

主权项

一种碳纤维增强聚乳酸3D打印材料，其特征在于，所述材料由如下重量份的原料组成：聚乳酸60～80份、增韧剂5～15份、相容剂2～10份、改性碳纤维5～25份、抗氧剂0.1～2份、抗水解剂0.5～2份、结晶成核剂0.05～1份、流动性调节剂0.5～3份、熔体融合增强剂0.2～2份；其中，所述的聚乳酸为左旋聚乳酸、右旋聚乳酸或混旋聚乳酸，分子量为15万～50万，熔体流动速率为5～20克/10分钟；所述的增韧剂为聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中的一种或两种以任意比例的混合物；所述的相容剂为苯乙烯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯二元共聚物或苯乙烯‑丙烯腈‑甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物；所述的改性碳纤维由碳纤维经过氧化和表面接枝改性处理得到，所述氧化采用的试剂为硫酸、硝酸、高氯酸中的一种或两种以上任意比例的混合物，所述表面接枝采用的试剂为硅烷偶联剂；所述的碳纤维选自聚丙烯腈碳纤维或沥青碳纤维，所述的碳纤维为短切纤维，单束线密度50～1000克/千米，长度1～10mm；所述的抗氧剂为四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,3,5‑三(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苄基)异氰尿酸、三[2,4‑二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双(2,4‑二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的抗水解剂为N,N'‑二(2,6‑二异丙基苯基)碳二亚胺；所述的结晶成核剂为二甲基苯基膦酸盐、苯基膦酸盐中的一种或两种以任意比例的混合物；所述的流动性调节剂为己二酸二丁基二甘酯或柠檬酸三丁酯；所述的熔体融合增强剂为松香树脂、萜烯树脂、石油树脂中的一种或两种以上任意比例的混合物。