本发明专利技术提供一种用于3D打印的改性聚乳酸材料，由以下组分构成：55～95重量份聚乳酸；3～45重量份聚丁二酸丁二醇酯；0～10重量份的相容剂；0～10重量份的助剂；所述相容剂为马来酸酐、过氧化二异丙苯、2,6-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、GMA-乙烯-丙烯酸甲酯的三元共聚物和扩链剂ADR中的一种或多种。本发明专利技术的改性聚乳酸材料的断裂伸长率及韧性较高，抗冲击性能好，且适用于3D打印。另外，本发明专利技术的相容剂及助剂中不含有二异氰酸酯类物质，避免产生有毒有害物质。实验结果表明，本发明专利技术的改性聚乳酸材料的拉伸强度35MPa以上，断裂伸长率150％以上，冲击强度65KJ/m2以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及打印材料领域，特别涉及一种用于3D打印的改性聚乳酸材料及其制备方法。
技术介绍
3D打印即增材制造技术，是一种通过连续物理层叠加，逐层增加材料来生产三维实体的技术。通常，3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的打印材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。与传统的去除材料加工技术不同，3D打印技术无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生产出任何形状的物体，能够有效的简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。3D打印的方式有很多种，其中熔融沉积成型(FDM)是目前市场上最常见的一种3D打印方式，其创新发展快，但是所能使用的打印材料较少。在熔融沉积成型的工艺中，打印材料是影响工艺发展和成品性能的关键因素。常见的打印材料有聚乳酸(PLA)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚乙烯醇(PVA)、尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)等。这些打印材料由于自身存在的缺点，限制了他们的应用。尼龙和聚碳酸酯是其中力学性能较好的材料，但是打印难度大，易翘曲，成型难度高，成本也比较高。聚乙烯醇是一种支撑材料，需要其他材料配合使用。ABS打印过程中有异味。聚乳酸材料应用最为普遍。但是普通聚乳酸材料普遍力学性能较弱，尤其是其抗冲击性能和韧性较差，得到的打印制品受到轻微冲击就容易开裂，应用受到限制。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种改性聚乳酸材料及其制备方法，其适用于3D打印，耐冲击性及韧性好。本专利技术公开了一种用于3D打印的改性聚乳酸材料，由以下组分构成:55?95重量份聚乳酸；3?45重量份聚丁二酸丁二醇酯；O?10重量份的相容剂；O?10重量份的助剂；所述相容剂为马来酸酐、过氧化二异丙苯、2，6-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷、GMA-乙烯-丙烯酸甲酯的三元共聚物和扩链剂ADR中的一种或多种。优选的，所述助剂为润滑剂、成核剂、分散剂、热氧稳定剂中的一种或多种。优选的，包括60?70重量份的聚乳酸，10?30重量份聚丁二酸丁二醇酯和0.2?0.5重量份相容剂。优选的，包括70?75重量份的聚乳酸，40?44重量份聚丁二酸丁二醇酯，0.5?1.5重量份相容剂和0.1?I重量份助剂。优选的，包括75?85重量份聚乳酸，20?25重量份聚丁二酸丁二醇酯，I?2重量份相容剂和0.9?2重量份助剂。本专利技术还公开了一种改性聚乳酸材料的制备方法，包括以下步骤:将55?95重量份聚乳酸，3?45重量份聚丁二酸丁二醇酯，O?10重量份的相容剂和O?10重量份的助剂干燥后，混合均匀，得到混合物；将所述混合物熔融挤出，成型后得到改性聚乳酸材料；所述相容剂为马来酸酐、过氧化二异丙苯、2，6-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷、GMA-乙烯-丙烯酸甲酯的三元共聚物和扩链剂ADR中的一种或多种。优选的，所述挤出时的温度依次为145?180 °C，155?190 °C，160?200 °C，160?200°C, 165 ?210°C。优选的，所述挤出时的模头温度170?225 °C，挤出机转速40?120r/min。优选的，所述成型为拉丝、造粒或造粉。优选的，所述造粒方法为将拉丝后的丝材引入切粒机，进行造粒；所述造粉的方法为急冷破碎和溶剂溶解析出。与现有技术相比，本专利技术的用于3D打印的改性聚乳酸材料，由以下组分构成:55?95重量份聚乳酸；3?45重量份聚丁二酸丁二醇酯；0?10重量份的相容剂；0?10重量份的助剂；所述相容剂为马来酸酐、过氧化二异丙苯、2，6-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷、GMA-乙烯-丙烯酸甲酯的三元共聚物和扩链剂ADR中的一种或多种。聚丁二酸丁二醇酯是一种具有较高韧性和断裂伸长率的聚合物，其玻璃化温度低于聚乳酸，其与聚乳酸混合后可使改性后的材料玻璃化温度降低，从而加大材料的断裂伸长率和韧性好，提高抗冲击性能。本专利技术还添加了相容剂及助剂，减少改性材料断面突起，改善聚乳酸与聚丁二酸丁二醇酯的相容性，从而改善了改性材料的综合性能。另外，本专利技术的相容剂及助剂中不含有二异氰酸酯类物质，避免产生有毒有害物质。实验结果表明，本专利技术的改性聚乳酸材料的拉伸强度35MPa以上，断裂伸长率150%以上，冲击强度65KJ/m2以上。【具体实施方式】为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种用于3D打印的改性聚乳酸材料，由以下组分构成:55?95重量份聚乳酸；3?45重量份聚丁二酸丁二醇酯；O?10重量份的相容剂；O?10重量份的助剂；所述相容剂为马来酸酐、过氧化二异丙苯、2，6-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷、GMA-乙烯-丙烯酸甲酯的三元共聚物和扩链剂ADR中的一种或多种。本专利技术以聚乳酸为基材，聚丁二酸丁二醇酯为增韧材料，两者配合可以得到适用于3D打印的材料。本专利技术还可以根据产品需要，添加相容剂和助剂，各种原料相互配合，减少改性材料断面突起，改善聚乳酸与聚丁二酸丁二醇酯的相容性，从而改善了改性材料的综合性能，得到韧性高，抗冲击性能好的改性聚乳酸材料。本专利技术采用原料中，不含有二异氰酸酯类物质，避免产生有毒有害物质，安全环保。本专利技术的改性聚乳酸材料为适于3D打印的材料，其物理性状为丝、颗粒或者粉。本专利技术对于所述聚乳酸没有特殊限制，可以为左旋聚乳酸或者优选聚乳酸，或者左旋聚乳酸与优选聚乳酸的混合物。本专利技术对于聚乳酸的分子量也没有特殊限制。所述聚乳酸的添加量为55?95重量份，在一些实施例中为60?70重量份，在一些实施例中为70?75重量份，在另外一些实施例中为75?85重量份。在本专利技术中，所述聚丁二酸丁二醇酯具有较高韧性及断裂伸长率的聚合物，其与聚乳酸同为脂肪族聚酯，可以与聚乳酸配合，增加韧性。而且聚丁二酸丁二醇酯玻璃化温度低于聚乳酸，加入到聚乳酸中后可使玻璃化温度降低，从而加大改性材料的断裂伸长率和韧性，提高抗冲击性能。本专利技术对于所述聚丁二酸丁二醇酯的来源没有特殊限制，市售产品即可。所述聚丁二酸丁二醇酯的添加量为3?45重量份，在一些实施例中为10?30重量份，在一些实施例中为40?44重量份，在另外一些实施例中为20?25重量份。在本专利技术中，还可以添加相容剂，相容剂的加入，可以使改性后的聚乳酸材料断面突起减少，明显改善材料中两项的相容性，从而改善改性材料的综合性能。所述相容剂为马来酸酐、过氧化二异丙苯、2，6-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷、GMA-乙烯-丙烯酸甲酯的三元共聚物和扩链剂ADR中的一种或多种。所述扩链剂ADR为巴斯夫公司生产的一种环氧化物，为市售产品。马来酸酐、过氧化二异丙苯、2，6-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷、GMA-乙烯-丙烯酸甲酯的三元共聚物均为市售产品或者通过合成制得。其用于本专利技术中，可以增加聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯之间的相容性。所述相容剂的添加量为O?10重量份，在一些实施例中为0.2?0.5重量份，在一些实施例中为0.5?1.5重量份，在另外一些实施例中为1.5?3重量份。在本专利技术中，还可以包括助剂，所述助剂优本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于3D打印的改性聚乳酸材料，由以下组分构成：55～95重量份聚乳酸；3～45重量份聚丁二酸丁二醇酯；0～10重量份的相容剂；0～10重量份的助剂；所述相容剂为马来酸酐、过氧化二异丙苯、2,6‑二甲基‑2,5‑双(叔丁过氧基)己烷、GMA‑乙烯‑丙烯酸甲酯的三元共聚物和扩链剂ADR中的一种或多种。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈梓煜，刘宇，
申请(专利权)人：陈梓煜，
类型：发明
国别省市：广东;44
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