CN103804863A

CN103804863A - 一种可生物降解3d打印用塑料线条

Info

Publication number: CN103804863A
Application number: CN201310724449.8A
Authority: CN
Inventors: 焦阳
Original assignee: WUHU HAN-BOT ELECTRONICS SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUHU HAN-BOT ELECTRONICS SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2014-05-21

Abstract

一种可生物降解3D打印用塑料线条，包括以下重量份成分：聚乳酸；抗冲改性剂；增塑剂；助剂；所述抗冲改性剂为丙烯酸类抗冲改性剂、热塑性弹性体类抗冲改性剂中的一种或多种复配；所述增塑剂为领苯二甲酸酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、环氧类增塑剂和乳酸酯类增塑剂中的一种或多种复配；所述助剂包括润滑剂、抗氧剂、扩链剂一种或多种混合。本发明材料具有良好的流动性和尺寸稳定性，满足了3D打印机对材料打印流畅性和尺寸稳定性的要求，材料可生物降解，降解率高，对环境友好无污染；同时材料具有一定的透明性，用3D打印机打印出的制品具有半透性，外观美丽，色泽鲜亮。

Description

一种可生物降解3D打印用塑料线条

技术领域

本发明涉及3D打印机领域，具体为一种可生物降解3D打印用塑料线条。

背景技术

目前国内外暂未见有关3D打印聚乳酸塑料线条的专利。能查到的是有关聚乳酸改性或合金化做发泡、注塑或者制备薄膜，片材的专利。

专利200710074505.2公开的是一种生物降解发泡塑料，其包括以下组分及含量：聚乳酸树脂100份；聚乳酸增塑剂10～20份；聚羟基烷酸酯共聚物10～50份；玉米淀粉20～60份；发泡剂8～17份；助发泡剂2～4份；润滑剂0.8～1.2份；防老化剂0.45～0.70份。该发明具有密度低，比强度高，减震性好，可完全生物降解等特点，但该发明为发泡塑料，根本不能用来制作3D打印线条。

专利200810011021.8公开了一种可降解塑料薄膜的制备方法，其组成为薄膜级聚乙烯的重量百分数是50％～80％，薄膜级聚乳酸的重量百分数是20％～50％。该发明可用普通的塑料吹膜机生产，也能够降解。但由于该发明的组成有一半及以上的成分是聚乙烯，因此只能称为是半生物降解的。

专利200710079372.8公开了一种生物可分解性板材的制备，其组成包含：聚乳酸，其含量为界于约90至约99.9重量百分比；以及多元醇化合物，其含量为界于约0.1至约10重量百分比，且其分子量大于或等于1000。该发明具有可生物分解性，比传统的生物可分解性板材的韧性略好，裁切处不易破碎。但是，由于该发明是用来制作板材的，材料的流动性较差，不适合3D打印设备超细喷头的挤出，因此也不适合用来制备3D打印塑料线条。

专利201210378861.4公开了一种生物降解材料，由下述重量百分比的原料制成：3-羟基丁酸和4-羟基丁酸共聚物10～35％；聚丁二酸丁二醇酯10～35％；聚乳酸0～50％；植物油5～25％；增塑剂1～10％；反应促进剂0.02～5％。该生物降解材料主要用来制备生物降解薄膜。该发明生物降解材料具有优异的断裂伸长率和拉伸强度，并且保持了较好的透明性，综合性能优异。但该发明生物降解材料融体强度较高，用作3D打印塑料线条来打印制品的话不能保持良好的尺寸稳定性。

专利201210404923.4公开了一种可降解塑料及其制备方法。该可降解塑料由超细化淀粉、超细化植物粉、合成降解树脂、合成树脂、增塑剂、助氧化剂、增容剂、润滑剂、光敏剂、热敏剂、降解控制剂组成。制备方法包括以下步骤：将容器升温到70-80℃；将超细化淀粉和超细化植物粉放入容器中，分别加入增塑剂、助氧化剂、增容剂、降解控制剂、合成降解树脂，搅拌均匀；将合成树脂加入另一容器中，室温下依次加入光敏剂、热敏剂、润滑剂，搅拌均匀；将上述原料混合，各区温度控制在100-140℃之间，即可制成可降解塑料粒子。该发明制作的可降解塑料制品，具有降解彻底，降解速度快，制作成本低等特点。但是，正是因为其加入了超细化淀粉、植物粉等，使得该发明的降解速率要远高于一般聚乳酸，并不能满足3D打印塑料线条要有一定的使用时间的要求，并且该加工方法也较为复杂。

综上所述，现有的各种聚乳酸生物降解材料都不能同时满足3D打印用塑料条对材料韧性，流动性、寸稳定性和降解时间的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供对环境无污染，解决3D打印材料的环保问题的一种可生物降解3D打印用塑料线条。该塑料线条具有良好的流动性、韧性和尺寸稳定性，解决了生物降解材料在3D打印材料应用上的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可生物降解3D打印用塑料线条，包括以下重量份成分：聚乳酸：80.0-98.0份，以85.0-90.0份为佳；抗冲改性剂：2.0-15.0份，以7.0-10.0份为佳；增塑剂：2.0-15.0份，以7-10份为佳；助剂：0.2-3.0份，以1.2-2.0份为佳：

所述抗冲改性剂为丙烯酸类抗冲改性剂、热塑性弹性体类抗冲改性剂中的一种或多种复配；

所述增塑剂为领苯二甲酸酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、环氧类增塑剂和乳酸酯类增塑剂中的一种或多种复配；

所述助剂包括润滑剂、抗氧剂、扩链剂一种或多种混合。

所述润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、芥酸酰胺中的一种或多种复配；

所述抗氧剂为一种受阻酚类、亚磷酸脂类、钙锌稳定剂一种或多种复配；

所述扩链剂为含羟基的扩链剂、含氨基的扩链剂或含环氧基的扩链剂中的一种。

综上所述，本发明有益效果：

1、本发明采用聚乳酸作为3D打印塑料条的原料，材料具有可生物降解性，降解率可到达90％以上，对环境友好无污染。

2、本发明在聚乳酸中加入了增韧剂和增塑剂，对聚乳酸的脆性进行了改进，使其物理性能能够满足3D打印制品对材料性能的要求。

3、本发明所制材料具有良好的流动性和尺寸稳定性，满足了3D打印机对材料打印流畅性和尺寸稳定性的要求。

4、本发明所制材料具有一定的透明性，用3D打印机打印出的制品具有半透性，外观美丽，色泽鲜亮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种可生物降解3D打印用塑料线条，包括以下重量份成分：聚乳酸：80.0份；抗冲改性剂：2.0份；增塑剂：2.0份；助剂：0.2份；

所述助剂包括润滑剂、抗氧剂、扩链剂一种或多种混合。

实施例2

一种可生物降解3D打印用塑料线条，包括以下重量份成分：聚乳酸：86.9份；抗冲改性剂UF100：4.41份；增塑剂为乳酸乙酯：8.69份；助剂：1.2份；

所述助剂包括润滑剂、抗氧剂、扩链剂一种或多种混合。

实施例3

一种可生物降解3D打印用塑料线条，包括以下重量份成分：聚乳酸：93.1份；抗冲改性剂UF100：2.7份；增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯：2.7份；助剂：2.0份；

所述助剂包括润滑剂、抗氧剂、扩链剂一种或多种混合。

所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺，重量份为0.9份；

所述抗氧剂为β丙酸季戊四醇酯：重量份为0.1份，三亚磷酸酯：重量份为0.2份；

所述扩链剂为扩链剂CE：重量份为0.3份；。

实施例4

一种可生物降解3D打印用塑料线条，包括以下重量份成分：聚乳酸：98.0份；抗冲改性剂：15.0份；增塑剂：15.0份；助剂：3.0份；

所述助剂包括润滑剂、抗氧剂、扩链剂一种或多种混合；

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种可生物降解3D打印用塑料线条，其特征是，包括以下重量份成分：聚乳酸：80.0-98.0份；抗冲改性剂：2.0-15.0份；增塑剂：2.0-15.0份；助剂：0.2-3.0份；

所述助剂包括润滑剂、抗氧剂、扩链剂一种或多种混合。

2.根据权利要求1所述的一种可生物降解3D打印用塑料线条，其特征是，所述润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、芥酸酰胺中的一种或多种复配。

3.根据权利要求1所述的一种可生物降解3D打印用塑料线条，其特征是，所述抗氧剂为一种受阻酚类、亚磷酸脂类、钙锌稳定剂一种或多种复配。

4.根据权利要求1所述的一种可生物降解3D打印用塑料线条，其特征是，所述扩链剂为含羟基的扩链剂、含氨基的扩链剂或含环氧基的扩链剂中的一种。