[發明專利]一種用于熱熔型3D打印的導電聚乳酸復合材料組合物的制備方法

在審

• 申請號: 201510587768.8
• 申請日: 2015-09-15
• 公開（公告）號: CN105111703A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 楊明山;趙祎寧
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L51/06;C08L25/14;C08L23/08;C08K13/04;C08K7/24;C08K5/5435;C08K5/544;C08K5/5425;C08K5/134;C08K5/526;C08K3/36;B29C47/92
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

技術領域

本發明涉及高分子復合材料技術領域，尤其涉及一種用于熱熔型3D打印的導電聚乳酸復合材料組合物的制備方法。

背景技術

近年來，快速成型得到了長足的發展，其中三維(3D)打印技術日益成熟并產業化，在生物工程、航空航天、建筑、設計等領域逐漸推廣應用。3D打印有幾種，最簡單也是最低成本的是塑料熱熔沉積打印成型，使用塑料絲條，在型腔和噴頭處加熱，快速將塑料熔融成液體，然后一層一層地打印3D制品。使用較多的塑料品種有ABS、尼龍、聚乳酸等。

聚乳酸是由乳酸聚合的、可完全生物降解的塑料，是完全的綠色生態生物塑料，不消耗化石能源，在醫藥、醫療、組織工程等領域得到了應用。但是，聚乳酸本身韌性較差，結晶速度較慢，耐熱性較低，限制了其在一些領域的應用，因而常需要進行改性和復合。隨著塑料工業的迅猛發展，高分子材料的改性和復合技術也日益成熟，開發了多種聚乳酸的改性和復合材料，但適用于3D打印的具有導電特性的聚乳酸復合材料報道不多，因此急需進行開發和產業化。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于熱熔型3D打印的導電聚乳酸復合材料組合物的制備方法,所制備的聚乳酸復合材料組合物具有高流動性、快速結晶性和高韌性，具有收縮率低、打印精度高，適用于熔融沉積3D打印快速成型。

一種用于熱熔型3D打印的導電聚乳酸復合材料組合物的制備方法，所述制備方法包括：

將聚乳酸溶解在質量濃度為5％的二氯乙烷中；

再加入碳納米管，并攪拌均勻；

加入偶聯劑，在超聲波作用下攪拌30分鐘～1小時；

然后蒸發二氯乙烷，將剩余物在真空干燥箱中干燥成薄片狀，干燥后冷卻，粉碎；

將粉碎后的產物按設定的配方比例稱重，并加入到高速混合機中，高速混合1分鐘；

將混合物加入到螺桿擠出機中熔融混煉，水槽冷卻，拉成直徑Φ1.75mm±0.2mm的絲條，得到所述導電聚乳酸復合材料組合物；

其中，制備組合物的各組分質量百分比范圍為：

75～90％的聚乳酸，0.5～5％的碳納米管，0.01～0.05％的偶聯劑，1～5％的相容劑，0.3～0.6％的抗氧劑，1～5％的增韌劑，0.5～2％的潤滑劑，0.1～2％的成核劑，以及0.5～2％的增塑劑，上述各組分質量百分比之和為100％。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，按照上述方法所制備的聚乳酸復合材料組合物具有高流動性、快速結晶性和高韌性，具有收縮率低、打印精度高，適用于熔融沉積3D打印快速成型。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例所提供用于熱熔型3D打印的導電聚乳酸復合材料組合物的制備方法流程示意圖；

圖2為本發明所舉實例中制備導電聚乳酸復合材料的雙螺桿組合模式示意圖。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述，如圖1所示為本發明實施例所提供用于熱熔型3D打印的導電聚乳酸復合材料組合物的制備方法流程示意圖，所述制備方法包括：

步驟11：將聚乳酸溶解在質量濃度為5％的二氯乙烷中；

步驟12：再加入碳納米管，并攪拌均勻；

步驟13：加入偶聯劑，在超聲波作用下攪拌30分鐘～1小時；

步驟14：然后蒸發二氯乙烷，將剩余物在真空干燥箱中干燥成薄片狀，干燥后冷卻，粉碎；

該步驟中，干燥后得到的薄片厚度不大于5mm。通過該操作，可以大大提高碳納米管在聚乳酸中的分散。

步驟15：將粉碎后的產物按設定的配方比例稱重，并加入到高速混合機中，高速混合1分鐘；

在該步驟中,所述設定的配方比例具體為:

稱重1～5％的相容劑，0.3～0.6％的抗氧劑，1～5％的增韌劑，0.5～2％的潤滑劑，0.1～2％的成核劑，以及0.5～2％的增塑劑。