CN104327470A - 一种3d打印机用改性pla材料 - Google Patents
一种3d打印机用改性pla材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104327470A CN104327470A CN201410639435.0A CN201410639435A CN104327470A CN 104327470 A CN104327470 A CN 104327470A CN 201410639435 A CN201410639435 A CN 201410639435A CN 104327470 A CN104327470 A CN 104327470A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyoxyethylene
- ester
- acid
- pla material
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
本发明公开一种3D打印机用改性PLA材料，包括如下质量份的各组分，聚乳酸30~88；增韧剂2~25；纳米氧化物0.5~18；木质素5~30；聚丙烯酸酯4~35；交联剂1~12；填充剂2~20；偶联剂1~10。本发明中的木质素可以形成网络型结构分散在聚乳酸结构的内部，通过网络结构进而提高聚乳酸的强度；偶联剂用于提高填充剂在聚乳酸中的分散性，进而进一步的提高填充剂增强材料抗冲击性能的效果；纳米氧化物为细小的颗粒，纳米粒子具有很强的刚性，分子结构内的裂纹在扩展时遇到纳米粒子发生偏转，吸收能量而达到增韧目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印机用材料，尤其涉及一种3D打印机用改性PLA材料。
背景技术
3D打印，即快速成型技术的一种，它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打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
FDM即热熔堆积固化成型法，作为3D打印技术常用的方法之一，主要利用热塑性材料受到挤压成为半熔融状态的细丝，由沉积在层层堆栈基础上的方式，从CAD资料直接建构原型。该技术通常应用于塑型，装配，功能性测试以及概念设计，此外，FDM技术可以应用于打样与快速制造。
PLA（聚乳酸）是FDM技术常用的一种材料，聚乳酸（H-[OCHCH3CO]n-OH）的热稳定性好，加工温度为170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。
PLA虽然具有上述的诸多优点，但是由于材料本身结构的特点，仍然具有本身强度不够高、脆性、耐热性差、韧性较差等缺陷。为了充分利用PLA 的优点，需要对材料进行改性，提高材料的韧性和强度。
有鉴于上述现有的PLA材料存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型3D打印机用改性PLA材料，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的PLA材料存在的缺陷，而提供一种新型3D打印机用改性PLA材料，提高材料的韧性和强度，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的3D打印机用改性PLA材料，包括如下质量份的各组分，
聚乳酸 30~88；
增韧剂 2~25；
纳米氧化物 0.5~18；
木质素 5~30；
聚丙烯酸酯 4~35；
交联剂 1~12；
填充剂 2~20；
偶联剂 1~10。
更进一步的，前述的3D打印机用改性PLA材料，所述增韧剂为C4~C18脂肪酸聚氧乙撑酯、C4~C18脂肪酸聚氧乙撑双酯或者C12~C18脂肪酸酰胺聚氧乙撑醚。
更进一步的，前述的3D打印机用改性PLA材料，所述增韧剂为蓖麻油酸聚氧乙撑酯、油酸聚氧乙撑酯、月桂酸聚氧乙撑酯、二月桂酸聚氧乙撑双酯、蓖麻油酸酰胺聚氧乙撑醚和油酸酰胺聚氧乙撑醚。
更进一步的，前述的3D打印机用改性PLA材料，所述纳米氧化物为纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米氧化镍，其中优选纳米二氧化钛，不但具有阻止裂纹的作用，同时具备吸收紫外线的作用。
更进一步的，前述的3D打印机用改性PLA材料，所述聚丙烯酸酯为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯或者聚丙烯酸丁酯。
更进一步的，前述的3D打印机用改性PLA材料，所述交联剂为均苯三甲酸或者乙酰乙酸甲酯。
更进一步的，前述的3D打印机用改性PLA材料，所述填充剂为丙烯晴单体。
更进一步的，前述的3D打印机用改性PLA材料，所述偶联剂为C12~C18的脂肪酸聚氧乙撑酯、脂肪醇聚氧乙撑醚或者烷基酚聚氧乙撑醚。
更进一步的，前述的3D打印机用改性PLA材料，所述偶联剂为蓖麻油酸聚氧乙撑-x酯、油酸聚氧乙撑-x酯、月桂酸聚氧乙撑-x酯、壬基酚聚氧乙撑x醚，x=3~5，x表示聚氧乙撑基重復单元数。
更进一步的，前述的3D打印机用改性PLA材料，所述偶联剂为蓖麻油酸聚氧乙撑-x酯、油酸聚氧乙撑-x酯、月桂酸聚氧乙撑-x酯、壬基酚聚氧乙撑-x醚，x=10~15。x表示聚氧乙撑基重復单元数。
借由上述技术方案，本发明3D打印机用改性PLA材料至少具有下列优点：
本发明的改性PLA材料，在聚乳酸中添加聚醚类增韧剂，与乳酸作用，提高材料的韧性；并且木质素可以形成网络型结构分散在聚乳酸结构的内部，通过网络结构进而提高聚乳酸的强度；偶联剂用于提高填充剂在聚乳酸中的分散性，进而进一步的提高填充剂增强材料抗冲击性能的效果；纳米氧化物为细小的颗粒，纳米粒子具有很强的刚性，分子结构内的裂纹在扩展时遇到纳米粒子发生偏转，吸收能量而达到增韧目的，另外，纳米粒子与树脂具有良好的相容性，使基体对冲击能量的分散能力和吸收能力提高，导致韧性效果增大，采用纳米二氧化钛是的材料具有良好的吸收紫外线的效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的3D打印机用改性PLA材料其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1
本发明的3D打印机用改性PLA材料，由如下各组分组成，其中各组分以质量百分含量计，市售的聚乳酸60份，本发明对聚乳酸的性质没有限制，增韧剂月桂酸聚氧乙撑酯12份，纳米二氧化钛5份，木质素6份，聚丙烯酸丁酯7份，交联剂1,3,5-苯三甲酸5份，填充剂 丙烯晴3份，偶联剂壬基酚聚氧乙撑-4醚2份。
制备时，将聚乳酸颗粒在160℃左右高温熔融，加入称取的交联剂进行混合，高速搅拌15min左右，进行接枝反应；搅拌均匀后冷却至45℃，放入挤出机中，并加热到180℃，挤出得到接枝交联剂的聚乳酸塑料，冷却后剪切得到颗粒；将制备的颗粒粉碎，过150目筛，得到接枝交联剂的聚乳酸粉末；将接枝交联剂的聚乳酸粉末、增韧剂、纳米氧化物、木质素、聚丙烯酸酯、填充剂和偶联剂加热到200℃，混合、高速搅拌均匀；冷却至45℃，放置在挤出机中，加热到180℃，挤出得到改性的聚乳酸塑料，冷却后剪切得到目标产物颗粒。经检测，材料的缺口冲击强度达到46.5MJ/m2.
实施例2
本发明的3D打印机用改性PLA材料，由如下各组分组成，其中各组分以质量百分含量计，市售的聚乳酸54份，本发明对聚乳酸的性质没有限制，增韧剂二月桂酸聚氧乙撑双酯14份，纳米氧化锌6份，木质素7份，聚丙烯酸乙酯10份，交联剂乙酰乙酸甲酯2份，填充剂丙烯晴3份，偶联剂月桂酸聚氧乙撑-12酯4份。
制备时，将聚乳酸颗粒在165℃左右高温熔融，加入称取的交联剂进行混合，高速搅拌20min左右，进行接枝反应；搅拌均匀后冷却至35℃，放入挤出机中，并加热到190℃，挤出得到接枝交联剂的聚乳酸塑料，冷却后剪切得到颗粒；将制备的颗粒粉碎，过150目筛，得到接枝交联剂的聚乳酸粉末；将接枝交联剂的聚乳酸粉末、增韧剂、纳米氧化物、木质素、聚丙烯酸酯、填充剂和偶联剂加热到220℃，混合、高速搅拌均匀；冷却至50℃，放置在挤出机中，加热到200℃，挤出得到改性的聚乳酸塑料，冷却后剪切得到目标产物颗粒。经检测，材料的缺口冲击强度达到38.2MJ/m2.
实施例3
本发明的3D打印机用改性PLA材料，由如下各组分组成，其中各组分以质量百分含量计，市售的聚乳酸63份，本发明对聚乳酸的性质没有限制，增韧剂油酸酰胺聚氧乙撑醚18份，纳米氧化镍4份，木质素5份，聚丙烯酸甲酯4份，交联剂乙酰乙酸甲酯1份，填充剂丙烯晴2份，偶联剂蓖麻油酸聚氧乙撑-5酯3份。
制备时，将聚乳酸颗粒在160℃左右高温熔融，加入称取的交联剂进行混合，高速搅拌18min左右，进行接枝反应；搅拌均匀后冷却至40℃，放入挤出机中，并加热到230℃，挤出得到接枝交联剂的聚乳酸塑料，冷却后剪切得到颗粒；将制备的颗粒粉碎，过150目筛，得到接枝交联剂的聚乳酸粉末；将接枝交联剂的聚乳酸粉末、增韧剂、纳米氧化物、木质素、聚丙烯酸酯、填充剂和偶联剂加热到200℃，混合、高速搅拌均匀；冷却至55℃，放置在挤出机中，加热到190℃，挤出得到改性的聚乳酸塑料，冷却后剪切得到目标产物颗粒。经检测，材料的缺口冲击强度达到42.4MJ/m2.
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种3D打印机用改性PLA材料，其特征在于：包括如下质量份的各组分，
聚乳酸 30~88；
增韧剂 2~25；
纳米氧化物 0.5~18；
木质素 5~30；
聚丙烯酸酯 4~35；
交联剂 1~12；
填充剂 2~20；
偶联剂 1~10。
2.根据权利要求1所述的3D打印机用改性PLA材料，其特征在于：所述增韧剂为C4~C18脂肪酸聚氧乙撑酯、C4~C18脂肪酸聚氧乙撑双酯或者
C12~C18脂肪酸酰胺聚氧乙撑醚。
3.根据权利要求2所述的3D打印机用改性PLA材料，其特征在于：所述增韧剂为蓖麻油酸聚氧乙撑酯、油酸聚氧乙撑酯、月桂酸聚氧乙撑酯、二月桂酸聚氧乙撑双酯、蓖麻油酸酰胺聚氧乙撑醚和油酸酰胺聚氧乙撑醚。
4.根据权利要求1所述的3D打印机用改性PLA材料，其特征在于：所述纳米氧化物为纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米氧化镍。
5.根据权利要求1所述的3D打印机用改性PLA材料，其特征在于：所述聚丙烯酸酯为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯或者聚丙烯酸丁酯。
6.根据权利要求1所述的3D打印机用改性PLA材料，其特征在于：所述交联剂为均苯三甲酸或者乙酰乙酸甲酯。
7.根据权利要求1所述的3D打印机用改性PLA材料，其特征在于：所述填充剂为丙烯晴单体。
8.根据权利要求1所述的3D打印机用改性PLA材料，其特征在于：所述偶联剂为C12~C18的脂肪酸聚氧乙撑酯、脂肪醇聚氧乙撑醚或者烷基酚聚氧乙撑醚。
9.根据权利要求8所述的3D打印机用改性PLA材料，其特征在于：所述偶联剂为蓖麻油酸聚氧乙撑-x酯、油酸聚氧乙撑-x酯、月桂酸聚氧乙撑-x酯、壬基酚聚氧乙撑x醚，x=3~5。
10.根据权利要求8所述的3D打印机用改性PLA材料，其特征在于：所述偶联剂为蓖麻油酸聚氧乙撑-x酯、油酸聚氧乙撑-x酯、月桂酸聚氧乙撑-x酯、壬基酚聚氧乙撑-x醚，x=10~15。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410639435.0A CN104327470B (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 一种3d打印机用改性pla材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410639435.0A CN104327470B (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 一种3d打印机用改性pla材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104327470A true CN104327470A (zh) | 2015-02-04 |
| CN104327470B CN104327470B (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=52402280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410639435.0A Active CN104327470B (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 一种3d打印机用改性pla材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104327470B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105885373A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-24 | 苏州倍力特物流设备有限公司 | 一种3d打印包装粉体材料及其制备方法 |
| CN106009591A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-10-12 | 华蓥市高科龙电子科技有限公司 | 一种3d打印耗材及其制备方法 |
| CN106189132A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-07 | 四川美亚达光电科技有限公司 | 一种3d打印机用改性pla材料 |
| CN108178845A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-19 | 北京林业大学 | 一种以木材化学成分为主要原料的3d打印材料配方 |
| CN108774597A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-11-09 | 广东利尔化学有限公司 | 一种线路板酸性清洗剂及其制备方法 |
| CN110041676A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-23 | 华南农业大学 | 具有金属色彩、光泽度可调的聚乳酸3d打印材料及其制备方法 |
| EP3708277A3 (en) * | 2015-10-09 | 2020-11-11 | Particle3D ApS | Feedstock for 3d printing and uses thereof |
| WO2022186601A1 (ko) * | 2021-03-03 | 2022-09-09 | 성균관대학교산학협력단 | 3d 프린팅용 폴리젖산 리그닌 복합 재료 및 이의 제조 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102093681A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-06-15 | 中科院广州化学有限公司 | 一种增韧聚乳酸复合材料及其制备方法 |
| CN103980681A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-13 | 中国科学院化学研究所 | 一种低温沉积制造3d打印高分子量的聚乳酸类多孔材料及其制备方法 |
-
2014
- 2014-11-13 CN CN201410639435.0A patent/CN104327470B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102093681A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-06-15 | 中科院广州化学有限公司 | 一种增韧聚乳酸复合材料及其制备方法 |
| CN103980681A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-13 | 中国科学院化学研究所 | 一种低温沉积制造3d打印高分子量的聚乳酸类多孔材料及其制备方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3708277A3 (en) * | 2015-10-09 | 2020-11-11 | Particle3D ApS | Feedstock for 3d printing and uses thereof |
| US11589964B2 (en) | 2015-10-09 | 2023-02-28 | Ossiform Aps | Process for 3D printing |
| US11877900B2 (en) | 2015-10-09 | 2024-01-23 | Ossiform Aps | Process for 3D printing |
| CN105885373A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-24 | 苏州倍力特物流设备有限公司 | 一种3d打印包装粉体材料及其制备方法 |
| CN106009591A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-10-12 | 华蓥市高科龙电子科技有限公司 | 一种3d打印耗材及其制备方法 |
| CN106189132A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-07 | 四川美亚达光电科技有限公司 | 一种3d打印机用改性pla材料 |
| CN108178845A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-19 | 北京林业大学 | 一种以木材化学成分为主要原料的3d打印材料配方 |
| CN108774597A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-11-09 | 广东利尔化学有限公司 | 一种线路板酸性清洗剂及其制备方法 |
| CN108774597B (zh) * | 2018-07-31 | 2020-08-11 | 广东利尔化学有限公司 | 一种线路板酸性清洗剂及其制备方法 |
| CN110041676A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-23 | 华南农业大学 | 具有金属色彩、光泽度可调的聚乳酸3d打印材料及其制备方法 |
| WO2022186601A1 (ko) * | 2021-03-03 | 2022-09-09 | 성균관대학교산학협력단 | 3d 프린팅용 폴리젖산 리그닌 복합 재료 및 이의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104327470B (zh) | 2016-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104327470A (zh) | 一种3d打印机用改性pla材料 | |
| CN104356619A (zh) | 一种3d打印机用改性pla材料的制备工艺 | |
| Das et al. | A review on wood powders in 3D printing: Processes, properties and potential applications | |
| CN103980682B (zh) | 一种3d打印聚己内酯材料及其制备方法 | |
| CN106278201B (zh) | 一种直接成型3d陶瓷打印用瘠性陶瓷粉体浆料及其制备方法和应用 | |
| KR101610218B1 (ko) | 금속분말이 함유된 fdm 방식의 3d 프린터용 복합필라멘트 조성물 | |
| CN105647137A (zh) | 一种3d打印聚乳酸/皮粉复合材料及其制备方法 | |
| CN105778484B (zh) | 一种应用于fdm技术的3d打印的改性尼龙材料及其打印方法 | |
| CN105524398A (zh) | 一种用于3d打印的abs快速成型材料及其制备方法 | |
| CN105504813A (zh) | 一种用于3d打印的球形聚苯硫醚粉末材料及其制备方法 | |
| CN105017734A (zh) | 一种用于3d打印的聚合物材料及其制备方法 | |
| CN106117744A (zh) | 一种石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜及其制备方法 | |
| Atakok et al. | A review of mechanical and thermal properties of products printed with recycled filaments for use in 3D printers | |
| CN104164080A (zh) | 选择性激光烧结用尼龙共混聚乙烯粉末材料及其制备方法 | |
| CN106832885B (zh) | 含聚多巴胺粒子的聚合物复合材料及其应用 | |
| CN105504749A (zh) | 一种3d打印用聚碳酸酯复合材料及其制备方法 | |
| CN105111703A (zh) | 一种用于热熔型3d打印的导电聚乳酸复合材料组合物的制备方法 | |
| Kumar et al. | Hybrid fused filament fabrication for manufacturing of Al microfilm reinforced PLA structures | |
| Maidin et al. | Effect of vacuum assisted fused deposition modeling on 3D printed ABS microstructure | |
| CN104231626A (zh) | 一种选择性激光烧结用聚苯硫醚粉末材料及其制备方法 | |
| CN105733181A (zh) | 一种高强度、高模量聚醚醚酮复合材料及制备方法 | |
| Leineweber et al. | Additive manufacturing and vulcanization of carbon black–filled natural rubber–based components | |
| Ouballouch et al. | Optimization of PLA parts manufactured by the Fused Deposition Modeling Technology | |
| CN107236270A (zh) | 一种改性聚乳酸3d打印细丝材料及制备方法 | |
| CN106433130A (zh) | 一种激光烧结成型3d打印聚醚砜/纳米碳素粉末耗材的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 213000 East Road, Qishuyan District, Jiangsu, China, No. 151, No. Applicant after: Changzhou Hanbang Engineering Plastic Co., Ltd. Address before: 213000 East Road, Qishuyan District, Jiangsu, China, No. 151, No. Applicant before: Changzhou Hanbang Engineering Plastic Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |