CN106589863A - 一种3d打印用增韧pla材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高韧性的3D打印用PLA材料，包括如下重量份的组分：PLA 80-95份,丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物5-20份，扩链剂0.1-2份；本发明针对性的采用丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物作为增韧剂，使得PLA改性材料表现出了优异的韧性，有效解决PLA脆性的缺陷。该材料在拓宽了3D打印材料种类的同时，使得PLA材料表现出了更优的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印领域，特别是涉及一种高韧性的3D打印改性PLA材料。
背景技术
3D打印技术的发展对3D打印材料提出了新的要求，以熔融挤出成型技术为例，需要综合考虑塑料熔丝尺寸和成型性能对喷头温度进行设计，若要打印大型中空制件，则必须考虑如何将中心的填充材料与表层材料分离，还必须考虑两者在分离前具有良好的粘结性，避免表层材料塌陷。
聚乳酸（PLA）的优点是具有无毒，无刺鼻性气味，熔融温度较低，可降解无污染，冷却收缩率小，透明容易染色等，这些特性均符合3D打印技术对聚合物材料的要求；但聚乳酸也存在结晶度较小、分子链中酯键键能小，容易断裂的因素造成聚乳酸的热变形温度低、冲击强度低、韧性不好等缺陷，这导致由聚乳酸打印出来的产品应用范围受到很大的限制。
丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物作为增韧剂，丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物具有良好的韧性，而丙烯酸丁酯的酯键可以提高丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物与PLA的相容性，能够提高本发明高韧性聚乳酸复合材料的综合力学性能。扩链剂不但可以提高PLA的分子量，防止PLA加热时降解导致性能的降低，而且在保证PLA树脂的高强度的同时，可以提高扩链后的PLA树脂的热稳定性，并起到了一定的增韧作用。
因此，选用丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物作为增韧剂改善PLA的韧性，得到性能优异的PLA材料，以使得改性后的PLA更适于用作3D打印材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可3D打印的高韧性PLA材料及其制备方法。利用PLA与增韧剂，扩链剂按不同配比进行熔融共混，以实现交联，增韧改性，最后得到可用于3D打印的高韧性PLA材料。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
（1）一种可3D打印用的高韧性PLA材料，由下述重量份的组分组成：PLA 80-95份,增韧剂5-20份，扩链剂0.1-2份。
（2）所述增韧剂为丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物；所述扩链剂为过氧化异辛酸叔丁酯。
本发明的优点在于：
（1）本发明的高韧性PLA材料具有很好的韧性，通过3D打印技术打印出来的产品尺寸稳定。
（2）高韧性PLA材料具有的无毒、可生物降解及在熔融过程中无毒性刺鼻气味放出等优点良好的符合了3D打印材料的要求。
具体实施方式
本发明所阐述的是一种可3D打印用的高韧性PLA材料，以下通过具体实施例进一步进行说明，但本发明不仅限于以下实施例。
实施例一
(1) 一种3D打印的高韧性PLA材料，包括如下重量份的组分：PLA 80份，增韧剂 20份，扩链剂1.5份。
(2) 本发明中，所述的增韧剂为丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物，丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物具有良好的韧性，而丙烯酸丁酯的酯键可以提高丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物与PLA的相容性。
(3) 本发明所述的扩链剂为过氧化异辛酸叔丁酯。
(4) 将上述混合均匀的实验料通过3D打印耗材生产线进行挤出，得到适用于3D打印的高韧性PLA耗材，其中挤出机的6段温度依次为160℃、170℃、170℃、170℃、175℃、180℃。螺杆转速为110r/min,喂料速度为4.6 r/min。
实施例二
(1) 一种3D打印的高韧性PLA材料，包括如下重量份的组分：PLA 90份，增韧剂 10份，扩链剂1.0份。
(2) 本发明中，所述的增韧剂为丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物，丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物具有良好的韧性，而丙烯酸丁酯的酯键可以提高丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物与PLA的相容性。
(3) 本发明所述的扩链剂为过氧化异辛酸叔丁酯。
(4)
将上述混合均匀的实验料通过3D打印耗材生产线进行挤出，得到适用于3D打印的高韧性PLA耗材，其中挤出机的6段温度依次为160℃、173℃、173℃、173℃、173℃、180℃。螺杆转速为115r/min,喂料速度为4.6 r/min。
Claims (6)
1.一种适合于3D打印的高韧性PLA材料，由下述重量份的组分组成：PLA 80-95份,增韧剂5-20份，扩链剂0.1-2份。
2.根据权利要求1所述的高韧性PLA材料，其特征在于所述PLA为2002D，2003D,4032D中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的高韧性PLA材料，其特征在于所述增韧剂为丁二烯/丙烯酸丁酯嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述的高韧性PLA材料，其特征在于所述扩链剂为过氧化异辛酸叔丁酯。
5.根据权利要求1所述的高韧性PLA材料，其制备方法包括如下步骤：
1)按比例将PLA、增韧剂、扩链剂充分干燥后用高混机混合均匀；
2)将步骤1)得到的混合料加入到单螺杆挤出机中挤出，挤出物经水冷却后吹干，利用收卷机进行收卷。
6.如权利要求5所述的方法，步骤2的单螺杆挤出机有6个控温区域，温度依次为170-185℃、170-190℃、170-190℃、170-190℃、175-190℃、180-190℃；螺杆转速为100~120r/min,喂料速度为4.5~6.5 r/min。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107686638A (zh) * | 2017-07-21 | 2018-02-13 | 宁夏共享模具有限公司 | 一种用于3d打印的pla改性材料及制备方法 |
| KR20190109613A (ko) * | 2018-02-26 | 2019-09-26 | 세종사이언스(주) | 3d 프린트용 필라멘트 |
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- 2015-10-20 CN CN201510678609.9A patent/CN106589863A/zh active Pending
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