本發(fā)明涉及到一種PLA基可降解3D打印耗材及其制備方法,屬于3D打印領(lǐng)域。
背景技術(shù):
3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展,3D打印技術(shù)近年來(lái)正快速地走進(jìn)我們的生產(chǎn)生活,3D打印技術(shù)已經(jīng)在汽車(chē)、醫(yī)療、玩具模型等領(lǐng)域逐漸成熟起來(lái)。
目前,應(yīng)用較多的塑料3D打印耗材主要有ABS、PA、PLA以及PVA等,其中ABS和PLA最為常見(jiàn)。PLA是目前最為成功的非石油路線(xiàn)合成的可生物降解高分子材料,它源于自然回歸于自然,具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐溶劑性好、高光澤、優(yōu)異的透明性和環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì),但其韌性、耐熱性較差,缺乏柔性和彈性。這些缺點(diǎn)限制了PLA作為3D打印耗材的進(jìn)一步運(yùn)用。另外,PLA耗材易受濕度的影響,最終影響到打印成品的精度。為克服這些缺陷,本發(fā)明對(duì)PLA基可降解3D打印耗材及其制備方法進(jìn)行了改良。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種PLA基可降解3D打印耗材及其制備方法,PLA耗材能有效提高PLA材料的韌性、耐熱性,增強(qiáng)PLA材料的柔性和彈性,其制備方法能有效提高PLA耗材的干燥度,避免PLA耗材因受濕度影響而影響3D打印成品的精度。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題用的技術(shù)方案是:一種PLA基可降解3D打印耗
材,按重量份包括以下組分:
采用上述技術(shù)方案,PLA做為主要原料,其成份最高,PHBV溶體的黏度較低,在含量較少(質(zhì)量份數(shù)為1-9份)時(shí)能對(duì)含量較高的高分子組分起到“潤(rùn)滑”作用,因此本發(fā)明中增加少量的PHBV塑料可以有效提高PLA塑料的潤(rùn)滑性。
通過(guò)添加增韌劑,可以降低PLA材料脆性,進(jìn)而提高韌性、抗沖擊性能,可以防止打印時(shí)起疙瘩、斷線(xiàn),提高打印質(zhì)量。
通過(guò)增加抗氧劑可以提高PLA材料的加工穩(wěn)定性,即在一定程度上提高其耐熱性。
通過(guò)添加潤(rùn)滑降解劑可以進(jìn)一步增強(qiáng)PLA材料的潤(rùn)滑度、加速降解速度。
優(yōu)選地,所述PLA塑料的重均分子量為40000-200000。
優(yōu)選地,所述PLA塑料為L(zhǎng)型聚乳酸,聚乳酸有多種類(lèi)型,L型聚乳酸結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。
優(yōu)選地,所述抗結(jié)劑為硅鋁酸鈉或二氧化硅,通過(guò)增加抗結(jié)劑可以防止顆粒或粉狀原料聚集結(jié)塊、保持松散,在各組分混合時(shí)使得混合的更加均勻。
所述潤(rùn)滑降解劑為脂肪酸酰胺和納米二氧化鈦按照重量比1:2組成的混合物。
所述增塑劑為丙三醇或乙二醇或鄰苯二甲酸二辛脂或磷酸三苯脂。
一種PLA基可降解3D打印耗材的制備方法,包括如下步驟:
(1)稱(chēng)取配方組分
按照權(quán)利要求1所述一種PLA基可降解3D打印耗材的配方分別稱(chēng)取所述的組分;
(2)干燥處理
將步驟(1)中稱(chēng)取好的配方組分放入干燥設(shè)備中以80℃-100℃的溫度干燥6-12小時(shí),所述的干燥設(shè)備為電熱鼓風(fēng)干燥箱;
(3)制備混合物
將步驟(2)中干燥后的所述各組分放入高速混合機(jī)中混合10-30分鐘,混合均勻,得到混合物;
(4)制備PLA基原料
將步驟(3)中得到的所述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)熔融、耦合擠出,得到PLA基原料,雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為190-210℃;
(5)冷卻并二次干燥
將步驟(4)獲得的PLA基原料進(jìn)行自然冷卻,然后通過(guò)吹干機(jī)進(jìn)行二次干燥,自然冷卻指將步驟(4)獲得的PLA基原料放置在陰涼處,自然冷卻3-5小時(shí),二次干燥的時(shí)間是3-5小時(shí);
(6)制備3D打印PLA可降解耗材
將步驟(5)中得到的所述PLA基原料加入3D制線(xiàn)機(jī),制備得到3D打印PLA基可降解耗材。
本發(fā)明的有益效果為:由于本發(fā)明通過(guò)各原料組分的結(jié)合,制成一種PLA基可降解3D打印耗材,能有效提高PLA材料的韌性、耐熱性,增強(qiáng)PLA材料的柔性和彈性。其制備方法經(jīng)過(guò)一系列的步驟,特別是兩次干燥的過(guò)程,能有效提高PLA耗材的干燥度,避免PLA耗材因受濕度影響而影響3D打印成品的精度。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
一種PLA基可降解3D打印耗材,按重量份包括以下組分:
所述的PLA塑料的重均分子量為40000。
所述的PLA塑料為L(zhǎng)型聚乳酸;所述的抗結(jié)劑為硅鋁酸鈉。
所述的潤(rùn)滑降解劑為脂肪酸酰胺和納米二氧化鈦按照重量比1:2組成的混合物。
所述的增塑劑為丙三醇。
一種PLA基可降解3D打印耗材的制備方法,包括如下步驟:
(1)稱(chēng)取配方組分
按照權(quán)利要求1所述一種PLA基可降解3D打印耗材的配方分別稱(chēng)取所述的組分;
(2)干燥處理
將步驟(1)中稱(chēng)取好的配方組分放入干燥設(shè)備中以80℃的溫度干燥12小時(shí),所述的干燥設(shè)備為電熱鼓風(fēng)干燥箱;
(3)制備混合物
將步驟(2)中干燥后的所述各組分放入高速混合機(jī)中混合10分鐘,混合均勻,得到混合物;
(4)制備PLA基原料
將步驟(3)中得到的所述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)熔融、耦合擠出,得到PLA基原料,雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為190;
(5)冷卻并二次干燥
將步驟(4)獲得的PLA基原料進(jìn)行自然冷卻,然后通過(guò)吹干機(jī)進(jìn)行二次干燥,自然冷卻指將步驟(4)獲得的PLA基原料放置在陰涼處,自然冷卻3小時(shí),二次干燥的時(shí)間是3小時(shí);
(6)制備3D打印PLA可降解耗材
將步驟(5)中得到的所述PLA基原料加入3D制線(xiàn)機(jī),制備得到3D打印PLA基可降解耗材。
實(shí)施例2
一種PLA基可降解3D打印耗材,按重量份包括以下組分:
所述的PLA塑料的重均分子量為60000。
所述的PLA塑料為L(zhǎng)型聚乳酸。
所述的抗結(jié)劑為二氧化硅。
所述的潤(rùn)滑降解劑為脂肪酸酰胺和納米二氧化鈦按照重量比1:2組成的混合物。
所述的增塑劑為乙二醇。
一種PLA基可降解3D打印耗材的制備方法,包括如下步驟:
(1)稱(chēng)取配方組分
按照權(quán)利要求1所述一種PLA基可降解3D打印耗材的配方分別稱(chēng)取所述的組分;
(2)干燥處理
將步驟(1)中稱(chēng)取好的配方組分放入干燥設(shè)備中以90℃的溫度干燥8小時(shí),所述的干燥設(shè)備為電熱鼓風(fēng)干燥箱;
(3)制備混合物
將步驟(2)中干燥后的所述各組分放入高速混合機(jī)中混合20分鐘,混合均勻,得到混合物;
(4)制備PLA基原料
將步驟(3)中得到的所述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)熔融、耦合擠出,得到PLA基原料,雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為200℃;
(5)冷卻并二次干燥
將步驟(4)獲得的PLA基原料進(jìn)行自然冷卻,然后通過(guò)吹干機(jī)進(jìn)行二次干燥,自然冷卻指將步驟(4)獲得的PLA基原料放置在陰涼處,自然冷卻4小時(shí),二次干燥的時(shí)間是4小時(shí);
(6)制備3D打印PLA可降解耗材
將步驟(5)中得到的所述PLA基原料加入3D制線(xiàn)機(jī),制備得到3D打印PLA基可降解耗材。
實(shí)施例3
一種PLA基可降解3D打印耗材,按重量份包括以下組分:
所述的PLA塑料的重均分子量為200000。
所述的PLA塑料為L(zhǎng)型聚乳酸。
所述的抗結(jié)劑為硅鋁酸鈉。
所述的潤(rùn)滑降解劑為脂肪酸酰胺和納米二氧化鈦按照重量比1:2組成的混合物。
所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛脂。
一種PLA基可降解3D打印耗材的制備方法,包括如下步驟:
(1)稱(chēng)取配方組分
按照權(quán)利要求1所述一種PLA基可降解3D打印耗材的配方分別稱(chēng)取所述的組分;
(2)干燥處理
將步驟(1)中稱(chēng)取好的配方組分放入干燥設(shè)備中以100℃的溫度干燥12小時(shí),所述的干燥設(shè)備為電熱鼓風(fēng)干燥箱;
(3)制備混合物
將步驟(2)中干燥后的所述各組分放入高速混合機(jī)中混合30分鐘,混合均勻,得到混合物;
(4)制備PLA基原料
將步驟(3)中得到的所述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)熔融、耦合擠出,得到PLA基原料,雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為210℃;
(5)冷卻并二次干燥
將步驟(4)獲得的PLA基原料進(jìn)行自然冷卻,然后通過(guò)吹干機(jī)進(jìn)行二次干燥,自然冷卻指將步驟(4)獲得的PLA基原料放置在陰涼處,自然冷卻5小時(shí),二次干燥的時(shí)間是5小時(shí);
(6)制備3D打印PLA可降解耗材
將步驟(5)中得到的所述PLA基原料加入3D制線(xiàn)機(jī),制備得到3D打印PLA基可降解耗材。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式,但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制,其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。