[发明专利]一种耐候耐低温PLA合金材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种耐候耐低温PLA合金材料及其制备方法和应用。该PLA合金材料包括PLA树脂、AS树脂、AES胶粉、无机填充物、相容剂、成核剂、耐候剂和其它加工助剂。本发明提供的耐候耐低温PLA合金材料以低粘的PLA树脂和高流动性的AS树脂复配作为基础树脂，并添加AES胶粉和高长径比的无机填充物进行进一步改性，得到的PLA合金材料具有较好的耐候性、低温韧性和3D打印外观效果，适于长期及各种气候条件下使用，具有产业上的利用价值。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种耐候耐低温PLA合金材料及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是以计算机三维设计模型为基础，通过分层软件和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型制造出实体产品。3D打印可以制备形状复杂的产品，相比传统的注塑成型、模压成型等工艺，其具备成型快、精准度高和材料利用率高等特点，近年来受到广大研究者的关注。

受制于现有的技术局限，目前市场上3D打印熔融挤压堆积成型技术(FDM)还无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料，只有丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)、尼龙(PA)和聚碳酸酯(PC)等，其中PLA最为常用。PLA作为一种新型优良生物高分子材料，具有无毒、无刺激性、生物相容性好、强度高和可生物降解及吸收等优点。同时，PLA也存在很多缺点，如耐候性一般，长期放置容易变色，还不耐寒，低温冲击较低，3D打印的制件在寒冷环境中容易碎裂，这些都极大的限制了其应用。

目前已有专利公开了一种抗冲击耐紫外老化的3D打印用PLA丝材，通过向PLA中添加具有抗冲击耐紫外老化的TiO₂/PBS功能母粒进行改性，提升了PLA丝材的抗冲击性能和耐紫外老化性能。但其并未关注PLA丝材的低温冲击性能。

因此，开发一种具有较佳的耐候性能、低温韧性的PLA材料，可极大地扩展其在3D打印领域应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷或不足，提供一种耐候耐低温PLA合金材料。本发明提供的耐候耐低温PLA合金材料以低粘的PLA树脂和高流动性的AS树脂复配作为基础树脂，并添加AES胶粉和高长径比的无机填充物进行进一步改性，得到的PLA合金材料具有较好的耐候性、低温韧性和3D打印外观效果，适于长期及各种气候条件下使用，具有产业上的利用价值。

本发明的另一目的在于提供上述耐候耐低温PLA合金材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述耐候耐低温PLA合金材料在制备3D打印耗材中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐候耐低温PLA合金材料，包括如下重量份数的组分：

PLA树脂 40～63份，

AS树脂 17.5～35份，

AES胶粉 7.5～15份，

无机填充物 3～7份，

相容剂 2～6份，

成核剂 0.2～1份，

耐候剂 0.1～1.5份，

其它加工助剂 0～2份；

所述PLA树脂按照ISO 1133-2012，在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为8-15g/10min；

所述AS树脂按照ISO 1133-2012，在220℃/10kg条件下的熔融指数为45-100g/10min；

所述无机填充物的长径比为(5～50):1。