[发明专利]一种用于3D打印的PLA复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于3D打印的PLA复合材料及其制备方法，涉及3D打印技术领域，由以下重量份的原料制成：PLA 80‑100份、E‑MA‑GMA三元共聚物10‑20份、硅烷偶联剂2‑5份、玻璃纤维负载二氧化硅纳米粒子10‑20份、白炭黑7‑15份、润滑剂0.2‑1份、抗氧剂0.2‑1份；其制备方法是将PLA、E‑MA‑GMA三元共聚物加入高混机中混合均匀，然后加入玻璃纤维负载二氧化硅纳米粒子混合5‑10min，加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得粒料；将粒料加入到高混机中，然后再加入硅烷偶联剂、白炭黑、润滑剂、抗氧剂，混合5‑10min，加入到单螺杆挤出机中挤出拉丝，冷却成型，收卷，即得。本发明制得的PLA复合材料具有优异的强度、韧性、冲击强度，综合性能优异，打印制件的收缩率小，有很好的强度和韧性。 1

主权项

1.一种用于3D打印的PLA复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：PLA 80‑100份、E‑MA‑GMA三元共聚物10‑20份、硅烷偶联剂2‑5份、玻璃纤维负载二氧化硅纳米粒子10‑20份、白炭黑7‑15份、润滑剂0.2‑1份、抗氧剂0.2‑1份。

2.根据权利要求1所述的3D打印的PLA复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维负载二氧化硅纳米粒子的制备方法如下：1)将玻璃纤维放入氧气低温等离子体处理器中，放电处理，取出；2)将玻璃纤维加入反应器中，加入无水乙醇，搅拌，再加入正硅酸乙酯，搅拌，最后滴加65‑75％的氨水水溶液，搅拌反应；3)向反应器中加入硅烷偶联剂KH‑550，搅拌反应，反应结束后过滤，干燥，即得玻璃纤维负载二氧化硅纳米粒子。

3.根据权利要求2所述的3D打印的PLA复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维。

4.根据权利要求2所述的3D打印的PLA复合材料，其特征在于，所述步骤1)氧气低温等离子体中充氧气压为50‑60Pa，放电处理5‑10min，电流强度为300‑400mA。

5.根据权利要求2所述的3D打印的PLA复合材料，其特征在于，所述步骤2)中玻璃纤维和无水乙醇的质量体积比(g/mL)为1：10‑20。

6.根据权利要求2所述的3D打印的PLA复合材料，其特征在于，所述步骤2)中玻璃纤维和正硅酸乙酯的质量体积比(g/mL)为1：2‑6。

7.根据权利要求2所述的3D打印的PLA复合材料，其特征在于，所述步骤2)中正硅酸乙酯和氨水水溶液的体积比为1：1‑4。

8.根据权利要求2所述的3D打印的PLA复合材料，其特征在于，所述步骤2)中将玻璃纤维加入反应器中，加入无水乙醇，搅拌5‑10min，再加入正硅酸乙酯，搅拌5‑10min，最后滴加65‑75％的氨水水溶液，搅拌反应14‑18h。

9.根据权利要求2所述的3D打印的PLA复合材料，其特征在于，所述步骤3)中向反应器中加入硅烷偶联剂KH‑550，搅拌反应1‑3h。

10.一种基于权利要求1‑7任一所述的3D打印的PLA复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将PLA、E‑MA‑GMA三元共聚物加入高混机中混合均匀，然后加入玻璃纤维负载二氧化硅纳米粒子混合均匀，得混合料A，将混合料A加入到双螺杆挤出机中在进行熔融共混，挤出造粒，挤出温度为190‑200℃；

S2、将粒料干燥，加入到高混机中，然后再加入硅烷偶联剂、白炭黑、润滑剂、抗氧剂，混合均匀，得混合料B，将混合料B加入到单螺杆挤出机中进行熔融共混，挤出拉丝，挤出温度为190‑200℃，冷却成型，收卷，即得。