[发明专利]具有提高的打印速度的用于三维打印机丝的聚乳酸组合物

说明书

本发明公开了一种用于三维打印机丝的聚乳酸组合物，在聚乳酸中其含有具有特定组成的成核剂，以及非晶树脂或具有至少一个亲水官能团的聚烯烃树脂，以提高树脂的结晶速率，从而有助于提高三维打印机的打印速度。本发明提供一种用于三维打印机丝的聚乳酸组合物，包括：(A)95wt％‑99.9wt％的聚乳酸树脂；(B)0.1wt％‑5wt％的成核剂；以及基于100重量份的(A)聚乳酸和(B)成核剂，选自由以下组成的组中的至少一种：(i)0.1重量份‑10.0重量份的非晶树脂、(ii)0.1重量份‑10重量份的具有至少一个亲水官能团的聚烯烃树脂，以及(iii)0.01重量份‑2.0重量份的用于防止氧化的添加剂。

技术领域

本发明涉及一种用于三维打印机丝的聚乳酸组合物，更具体地，涉及有助于通过增加树脂的结晶速率来提高三维打印机的打印速度的用于三维打印机丝的聚乳酸组合物。

背景技术

三维(以下简称3D)打印机是通过顺序喷射特殊材料的油墨堆叠成微小厚度的层来制造3D形状产品的装置。3D打印的应用正在各个领域得到扩展。除了由多个零件组成的汽车行业外，许多制造公司还应用3D打印来制作各种模型(如医疗人体模型)和家用产品(如牙刷、剃须刀等)。

目前，光可固化聚合物材料，即，在接收光时固化的“光聚合物”，是最广泛使用的3D打印材料。这种材料广泛使用，占整个市场的约56％。其次最流行的材料是固态热塑性塑料，其可自由熔融和硬化。热塑性塑料占整个市场的约40％，并且金属粉末有望逐步增加增长速率。其中，热塑性材料可为丝型、颗粒型或粉末型。丝型的3D打印速度比其他类型快，因此具有高的生产率和快的扩散速率。

同时，近年来，广泛进行了减少温室气体的工作以对抗全球变暖，并且开发降解性质的可生物降解聚合物材料已作为其中一项工作而备受关注。对于典型的聚合物，石油资源主要用作基本原料，但这些资源在未来预期会被耗尽，并且大量消耗石油资源产生的二氧化碳被认为是全球变暖的主要原因。因此，人们将注意力集中在可生物降解聚合物的开发和工业应用上，利用植物资源(其利用空气中的二氧化碳进行生长)作为原料。特别地，作为3D打印机丝，积极进行了诸如聚乳酸(PLA)的可生物降解聚合物材料的应用。

但是，聚乳酸的结晶速率慢，并且具有3D打印速度慢的局限性。市售聚乳酸丝重约35g，尺寸约70mm×61mm×64mm，并且打印它约耗费10小时，因此使打印过程非常不便。

查阅相关先前的文献，韩国专利申请公开号2012-0108798公开了一种技术，其将熔融温度设置在约190℃至约195℃，以保持L型和D型聚乳酸的立构复合物的晶体，其结晶速率通过在模具表面的空腔被加热到约100℃至约110℃之后冷却得到提高，但是，该应用限于汽车材料，而且D型聚乳酸的使用也造成了成本负担。

进一步，韩国专利申请公开号2012-0129500公开了一种聚乳酸组合物，其通过将经过有机表面处理的千枚岩粉末和碳纳米管应用于聚乳酸而具有提高的机械性能和结晶速率，并提到了千枚岩粉末和碳纳米管作为成核剂用于提高物理性能，但它们不适合作为需要各种颜色的用于3D打印机的材料。

进一步，韩国专利申请公开号2012-0022420涉及一种制备耐热聚乳酸纤维(其中，L型聚乳酸、D型聚乳酸和聚酯)的方法，并且上述专利申请公开了一种将耐热聚乳酸立构复合物通过高温热处理应用于纤维的方法，然而，该方法限于拉伸纤维，没提到关于3D打印机丝的应用，而且D型聚乳酸的使用也造成了成本负担。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的在于解决上述限制，并提供用于3D打印机丝的聚乳酸组合物，该聚乳酸组合物包括具有特定组成的成核剂和选自由以下组成的组中的至少一种：(i)非晶树脂；(ii)具有至少一个亲水官能团的聚烯烃树脂；和(iii)用于防止氧化的添加剂，其有助于提高3D打印机的打印速度。

解决方案