[發明專利]一種可用于快速成型的增韌聚乳酸及其制備方法

在審

• 申請號: 201610145728.2
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105694401A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 趙繼東;石洪星;王文;徐華;陶建軍;陶志均;張穎莉
• 申請（專利權）人: 江蘇永盛三維打印新材料有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L23/08;C08K5/134;B33Y70/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，涉及一種增韌聚乳酸及其制備方法，特別是涉及一種用于快速成型的增韌聚乳酸及制備方法。

背景技術

3D打印技術是指通過連續的物理層疊加，逐層增加材料來生成三維實體的技術，與傳統的去除材料加工不同，又被稱之為增材制造（AM）。目前3D打印技術主要應用于產品原型、模具制造、藝術創作以及醫療器具等領域，3D打印技術可以在極大程度上提高制造的效率和精密程度。

PLA（聚乳酸）是一種可完全生物降解的新型綠色塑料，不但具有良好的生物相容性和生物可降解性，其力學性能也可以與聚丙烯、聚苯乙烯等通用塑料媲美，可采用擠出、注塑、紡絲等工藝進行加工，可廣泛應用于服裝、包裝、農業、汽車、醫藥衛生等領域。由于PLA的原料來自于生物質材料（玉米、木薯、甘蔗等）發酵的小分子乳酸，與目前來源于石油化工的通用塑料相比更加符合循環經濟和可持續發展的理念，使用后的PLA材料可在堆肥條件下降解為二氧化碳和水，屬于典型的低碳足跡聚合物。

PLA具有無毒無氣味、安全環保等特點，是作為3D打印材料的理想原料。但是PLA也存在易脆、抗沖擊強度低等缺點，因此要滿足打印高品質部件的要求，需要對PLA增強增韌的改性。

針對這些問題，中國專利CN101983986B發明了一種用甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物改性的增韌聚乳酸的制備方法得到透明、增韌的聚乳酸。

申請號201310129311.3的專利發明一種以聚醚聚酯與聚乳酸熔融共混得到增韌聚乳酸的方法。

上述方法可以克服聚乳酸的脆性改善材料的抗沖擊性，但是添加的組分含量高影響聚乳酸的生物降解性或者工藝復雜不利于工業化生產。

為此，本發明涉及一種以增韌劑和聚乳酸通過平行同向雙螺桿直接共混擠出制備增韌聚乳酸的方法，具有工藝簡單、成本低的優勢。

發明內容

本發明的快速成型的增韌聚乳酸目的在于克服聚乳酸易脆斷的缺點并且不影響聚乳酸的透明性和抗拉強度，工藝簡單易于實施，適合用作3D打印耗材。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種可用于快速成型的增韌聚乳酸，將聚乳酸與增韌劑分別干燥處理后按比例充分混合，再熔融共混擠出得到增韌聚乳酸，增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯。

優選的是，乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯的含量為0.5~5%。

一種可用于快速成型的增韌聚乳酸的制備方法，將聚乳酸、增韌劑、抗氧劑及其它助劑在雙螺桿擠出機中熔融共混擠出、造粒；制備的具體步驟如下：

A、將干燥后的聚乳酸和增韌劑、抗氧劑及其它助劑加入混合機充分混合；

B、混合好的物料投入雙螺桿擠出機加料口中，料筒溫度為160～200℃，模頭溫度為175～190℃，螺桿轉速為100～250轉/分鐘，擠出造粒；

其中，按質量份數計算，原料組成為：

聚乳酸95～99.5份；

增韌劑0.5～5份；

抗氧化劑0.05～0.2份；

增韌劑為乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯；

抗氧劑為1010、168中的一種或兩種組合物；

其它助劑可包含潤滑劑、抗水解劑等。

優選的是，雙螺桿擠出機長徑比為36∶1～44∶1。

綜上所述，本發明具有以下優點：此方法制備工藝簡單，成本低廉，制得的增韌聚乳酸透明度好，制品表面光澤度好。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例對本發明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。

實施例1：

將97份聚乳酸和3份乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯分別在65℃干燥3~4小時，干燥后加入高速混合機，同時加入0.1份抗氧劑1010，在高速混合機中混合3分鐘后得到預混料。所述的份數均按質量份數計；

將上述得到的預混料投入雙螺桿擠出機加料口中，料筒溫度為165～195℃，模頭溫度為190℃，螺桿轉速為200轉/分鐘，雙螺桿長徑比為40∶1，擠出造粒；

得到的增韌聚乳酸抗拉強度62MPa，斷裂伸長17.5%。

實施例2：

將98.5份聚乳酸和1.5份乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯分別在65℃干燥3~4小時，干燥后加入高速混合機，同時加入0.1份抗氧劑1010，在高速混合機中混合3分鐘后得到預混料。所述的份數均按質量份數計；