[發(fā)明專利]聚乳酸木質(zhì)材料制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910594757.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110294922B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊科;蔡增坤;周成鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州卓普新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L67/04
• 分類號(hào): C08L67/04;C08L51/04;C08J9/32;B33Y70/00
• 代理公司: 杭州裕陽(yáng)聯(lián)合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本申請(qǐng)公開(kāi)了聚乳酸木質(zhì)材料制備方法，包括如下步驟，S1:將干燥的聚乳酸、增韌劑及發(fā)泡微球混合攪拌均勻；S2:將攪拌均勻后的混合物在155℃～165℃下熔融共混擠出得到增韌發(fā)泡微球母粒。本發(fā)明具有如下有益效果：本方案通過(guò)將聚乳酸、增韌劑及發(fā)泡微球混合在一起制備成發(fā)泡增韌母粒，再通過(guò)將發(fā)泡增韌母材與聚乳酸再進(jìn)行熔融共混擠出得到聚乳酸木質(zhì)材料，該種聚乳酸木質(zhì)材料再進(jìn)行3D打印時(shí)發(fā)泡倍率較低，發(fā)泡較好控制，氣體逸出較少，發(fā)泡最終效果穩(wěn)定，所打印得到的制品色差小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料成型領(lǐng)域，尤其涉及一種聚乳酸木質(zhì)材料制備方法。

背景技術(shù)

聚乳酸木質(zhì)材料是目前3D打印中常用的材料，由于聚乳酸簡(jiǎn)稱PLA，所以行業(yè)內(nèi)亦稱聚乳酸木質(zhì)材料為PLA木質(zhì)材料。目前制備聚乳酸木質(zhì)材料的方法有兩種。

第一種制備方法是先將聚乳酸與無(wú)機(jī)粉體按照一定比例通過(guò)同向平行雙螺桿擠出機(jī)熔融共混造粒，得到共混粒子；然后再將共混粒子經(jīng)過(guò)干燥后添加色粉，通過(guò)單螺桿擠出機(jī)擠出規(guī)定尺寸的單絲。利用這種制備方法得到的聚乳酸木質(zhì)材料存在一個(gè)問(wèn)題，即由于無(wú)機(jī)粉體的存在，該種單絲打印出的制品其層間粘接強(qiáng)度會(huì)顯著降低，具體表現(xiàn)就是制品發(fā)脆。

第二種制備方法是將干燥的聚乳酸與化學(xué)發(fā)泡劑及色粉混合通過(guò)高速攪拌機(jī)混合均勻，然后再將混合料直接通過(guò)單螺桿擠出機(jī)擠出規(guī)定尺寸的單絲。這種制備方法得到的聚乳酸木質(zhì)材料存在一個(gè)問(wèn)題，即在打印過(guò)程中化學(xué)發(fā)泡劑會(huì)出現(xiàn)二次發(fā)泡，而二次發(fā)泡的強(qiáng)度與時(shí)間及溫度相關(guān)，而二次發(fā)泡的強(qiáng)度會(huì)影響制品的色澤，在打印過(guò)程中隨打印溫度、打印速度的不同，其打印的制品木質(zhì)效果、顏色深淺都會(huì)不一樣，即使是同一制品，由于不同區(qū)域打印速度不一樣，其不同區(qū)域也會(huì)存在較大色差(一般色差在20％左右)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提出了一種聚乳酸木質(zhì)材料制備方法。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種聚乳酸木質(zhì)材料制備方法，包括如下步驟，

S1:將干燥的聚乳酸、增韌劑及發(fā)泡微球混合攪拌均勻；

S2:將攪拌均勻后的混合物在155℃～165℃下熔融共混擠出得到增韌發(fā)泡微球母粒。

需要進(jìn)行說(shuō)明的是，本案中的發(fā)泡微球已經(jīng)有專利文獻(xiàn)公開(kāi)了，具體本案中優(yōu)先選用CN109414672A或者CN105555851A所提供的發(fā)泡微球的制備方法制得的發(fā)泡微球。

利用上述步驟其實(shí)制得的是一種增韌發(fā)泡微球母粒，將該種增韌發(fā)泡微球母粒與聚乳酸再進(jìn)行熔融共混擠出就得到了可以用作3D打印的聚乳酸木質(zhì)材料了。具體制得的增韌發(fā)泡微球母粒呈顆粒狀。

發(fā)泡微球?yàn)橐环N核殼結(jié)構(gòu)的粉末，其核心為低沸點(diǎn)烴類發(fā)泡劑，其外殼為交聯(lián)型丙烯酸樹(shù)脂，當(dāng)加熱溫度高于外殼的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，外殼軟化同時(shí)低沸點(diǎn)烴類迅速氣化產(chǎn)生內(nèi)壓力，在內(nèi)壓力作用下外殼膨脹使體積增大發(fā)泡，冷卻時(shí)，外殼迅速固化保持在膨脹狀態(tài)，因此體積大小仍為受熱時(shí)候的體積。因?yàn)榇蛴〔牧显陔x開(kāi)3D打印機(jī)的噴頭那一刻會(huì)迅速冷卻下來(lái)，所以影響發(fā)泡微球發(fā)泡強(qiáng)度的就是3D打印機(jī)的噴頭溫度，而用聚乳酸在進(jìn)行3D打印時(shí)最高溫度是不超過(guò)220℃的，所以只需要選擇最大發(fā)泡溫度遠(yuǎn)高于220℃的發(fā)泡微球即可，當(dāng)實(shí)際加熱溫度與發(fā)泡微球的最快發(fā)泡溫度的差值達(dá)到30℃以上時(shí)，發(fā)泡微球的發(fā)泡倍率很低，對(duì)發(fā)泡程度的控制比較好，同時(shí)可以選擇外殼較厚(厚度在1um左右)的發(fā)泡微球。

本方案通過(guò)將聚乳酸、增韌劑及發(fā)泡微球混合在一起制備成發(fā)泡增韌母粒，再通過(guò)將發(fā)泡增韌母粒與聚乳酸再進(jìn)行熔融共混擠出得到聚乳酸木質(zhì)材料，該種聚乳酸木質(zhì)材料再進(jìn)行3D打印時(shí)發(fā)泡倍率較低，發(fā)泡較好控制，氣體逸出較少，發(fā)泡最終效果穩(wěn)定，所打印得到的制品色差小。

可選的，所述增韌劑占發(fā)泡增韌母粒的質(zhì)量百分比為20％～25％，所述發(fā)泡微球占發(fā)泡增韌母粒的質(zhì)量百分比為20％～25％。