[发明专利]基于硅橡胶微球制备透明增韧聚乳酸材料的方法

说明书

本申请公开了基于硅橡胶微球制备透明增韧聚乳酸材料的方法，其特征在于，包括如下步骤S1:将二甲基二氯硅烷与烷基苯基二氯硅烷进行共水解缩聚，得到聚合度为8‑14的端羟基聚二甲基烷基苯基硅氧烷；S2：含有3个以上烷氧基的硅烷交联剂与端羟基聚二甲基烷基苯基硅氧烷混合均匀，然后保持混合物的温度为‑5℃～3℃，并在这个温度条件下加入催化剂及乳化剂得到乳液；S3：将乳液在20℃～30℃放置22～30小时进行硫化，然后依次进行破乳、过滤、水洗、干燥得到硅橡胶微球；S4：将硅橡胶微球与与干燥的聚乳酸颗粒搅拌混合均匀，搅拌均匀后熔融共混挤出切粒。

本申请是申请日为2019年7月3日，申请号2019106012927，名称为“透 明增韧聚乳酸材料制备方法”的分案申请

技术领域

本发明涉及材料成型领域，尤其涉及一种基于硅橡胶微球制备透明增 韧聚乳酸材料的方法。

背景技术

PLA(聚乳酸)目前已经成为FDM型3D打印的主要材料，但是PLA 太脆，其无缺口冲击强度只有8KJ/m²左右，在制备PLA单丝过程中、存 储运输过程中、打印过程易发生脆断。故目前PLA应用于3D打印都需要 进行增韧。目前使用的增韧剂是丙烯酸型增韧剂及丁二烯类增韧剂，这两 类增韧剂分别存在以下问题。

丙烯酸型增韧剂其玻璃化转变温度较高，约为-15℃，所以其低温韧 性方面存在问题，当温度低于零下10℃时，PLA线材会变脆。

丁二烯类增韧剂虽然在低温脆性方面表现不错，但是该类增韧剂的折 光指数在1.5左右，与PLA(折光指数为1.45)的相差较大，添加该类增 韧剂后，PLA的透明性会受到严重影响。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种基于硅橡胶微球制备透明增韧聚乳 酸材料的方法。

本发明采取的技术方案如下：

一种基于硅橡胶微球制备透明增韧聚乳酸材料的方法，包括如下步骤 S1:将二甲基二氯硅烷与烷基苯基二氯硅烷进行共水解缩聚，得到聚 合度为8-14的端羟基聚二甲基烷基苯基硅氧烷；

S2：含有3个以上烷氧基的硅烷交联剂与端羟基聚二甲基烷基苯基硅 氧烷再混合均匀，然后保持混合物的温度为-5℃～3℃，并在这个温度条 件下加入催化剂及乳化剂得到乳液；

S3：将乳液在20℃～30℃放置22～30小时进行硫化，然后依次进行 破乳、过滤、水洗、干燥得到硅橡胶微球；

S4：将硅橡胶微球与干燥的聚乳酸颗粒搅拌混合均匀，搅拌均匀后熔 融共混挤出切粒。

单纯的聚甲基硅氧烷的折光指数较低，只有1.40左右，而PLA的折 光指数为1.45，所以将二者混合在一起后，对PLA的透明度影响较大， 所以本方案中通过将将二甲基二氯硅烷与烷基苯基二氯硅烷进行共水解 缩聚得到端羟基聚二甲基烷基苯基硅氧烷，然后再将含有3个以上烷氧基 的硅烷交联剂与端羟基聚二甲基烷基苯基硅氧烷制备得到硅橡胶微球，而 这种硅橡胶微球的折光指数已经非常接近于PLA的折光指数了，PLA与 该种硅橡胶微球的折光指数的差值小于0.01，所以这种硅橡胶微球与PLA 混合制备出打印材料的透明度基本跟PLA的透明度一致。同时由于制得 的硅橡胶微球具有增韧作用，将PLA与硅橡胶微球混合在一起制备得到 的3D打印材料，相对于PLA具有更高的抗冲击强度。

本方案通过将二甲基二氯硅烷与烷基苯基二氯硅烷及硅烷交联剂通 过水解缩聚、硫化、破乳及过滤等一系列的步骤制得硅橡胶微球，该种硅 橡胶微球的折光指数与PLA的折光指数的差值小于0.01，将该种硅橡胶 微球与PLA混合在一起后制备得到3D打印材料，透明度基本与PLA一 致，且相对于PLA具有更高的韧性。

可选的，所述烷基苯基二氯硅烷为甲基苯基二氯硅烷或乙基苯基二氯 硅烷。