[发明专利]一种聚乳酸木塑复合线材及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚乳酸木塑复合线材，由包括以下重量份的原料组分制备得到：聚乳酸60～80份；聚乙烯10～20份；木粉10～30份；聚磷酸铵10～15份；聚乙二醇10～15份；腰果酚1～5份；马来酸酐接枝聚乙烯1～5份；润滑剂1～5份。本发明提供的聚乳酸木塑复合线材环保无污染，可循环利用，不但具有木材的木质感，且完全符合3D打印的所有要求。打印时不翘曲、不堵孔，具有良好的流动性、阻燃性及物理力学性能。本发明还提供了所述聚乳酸木塑复合线材的制备方法，生产工艺简单，成本低廉，而且可以减少环境污染。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种聚乳酸木塑复合线材及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印技术，又称为增材制造，综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多前沿技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。3D打印技术不仅在生产上可以实现结构优化、节约材料，还可用于复杂零件、模具的设计与制造等广阔的领域。因此，3D打印技术受到了国内外越来越多的关注，具有广阔的发展前景。3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，决定着3D打印能否具有更广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、橡胶树脂、金属材料以及陶瓷材料等。熔融沉积成型(FDM)是3D打印常用的一种技术，这种技术是利用热塑性聚合物在熔融状态下，从打印喷头挤出然后冷却凝固成薄层，再一层层叠加而成。

聚乳酸(PLA)是一种天然淀粉塑料，可完全被生物降解且对生物体无害，聚乳酸所具有的可降解性、可加工性等优良特性非常符合3D打印技术的要求，因此，聚乳酸在3D打印领域有着广泛的应用。然而，聚乳酸力学性能不佳、热稳定性差的劣势同样会限制其应用。为了扩大聚乳酸的应用范围，必须对其进行改性处理，常用的改性方法主要包括：增韧改性、共聚改性以及共混改性。在共混改性方法中，通常加入木质纤维进行物理改性，可有效改善聚乳酸的物理力学性能。但是由于木质纤维表面具有大量的羟基等极性官能团，具有很强的亲水性，不能与聚乳酸很好地相容，两者界面相容性极差，大大降低了复合材料的流动性及冲击韧性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好的流动性和冲击韧性的聚乳酸木塑复合线材及其制备方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚乳酸木塑复合线材，由包括以下重量份的原料组分制备得到：聚乳酸60～80份；聚乙烯10～20份；木粉10～30份；聚磷酸铵10～15份；聚乙二醇10～15份；腰果酚1～5份；马来酸酐接枝聚乙烯1～5份；润滑剂1～5份。

优选的，所述聚乙烯的熔点为120～130℃。

优选的，所述聚磷酸铵中磷的质量含量为30％～35％，氮的质量含量为15％～20％。

优选的，所述聚乙二醇的重均分子量为1000～4000。

优选的，所述润滑剂为TPW系列的润滑剂。

优选的，所述木粉的粒径为300～500目，含水率小于2％。

本发明提供了一种上述技术方案所述的聚乳酸木塑复合线材的制备方法，包括以下步骤：

将木粉与腰果酚混合进行改性，得到改性木粉；

将所述改性木粉与聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯混合进行第一挤出造粒，得到改性木粉聚合物；

将所述改性木粉聚合物与聚乳酸、聚磷酸铵、聚乙二醇和润滑剂混合进行第二挤出造粒，得到颗粒料；

将所述颗粒料进行挤出拉丝，得到聚乳酸木塑复合线材。

优选的，所述改性的温度为180～240℃。