一种用于3d打印的发光pla线材及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于3D打印领域，具体涉及一种用于3D打印的发光PLA线材及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]经过近30年的发展，3D打印技术近年来正快速地走进我们的生产生活，从前几年的人像打印、玩具制造等科普产品向功能性产品的直接打印发展。PLA线材是熔融沉积型(FDM) 3D打印的主要耗材，随着社会对3D打印产品越来越趋向功能化，因此对于3D打印的主要材料PLA也想多样化、功能化发展，例如PLA的生物降解性，医用性等。但至今还没出现用于3D打印的具有发光效果的复合耗材。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法。
[0004]本发明的另一目的在于提供上述制备方法制得的用于3D打印的发光PLA线材。
[0005]本发明的再一目的在于提供上述用于3D打印的发光PLA线材的应用。
[0006]本发明目的通过以下技术方案实现:
[0007]—种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，包括如下步骤:
[0008](I)按重量百分比计，将60%?99%的PLA(聚乳酸)塑料和I %?50%的磷光塑料母粒按比例调配;然后将调配的原料干燥，置于高速混料机中，充分搅拌混合;各原料重量百分比之和为100% ；
[0009](2)将步骤(I)混合后的原料置于双螺杆造粒机中，挤出造粒，同时通过造粒机将挤出的线材原料切割成复合颗粒;然后将复合颗粒干燥；
[0010](3)将步骤(2)干燥后的复合颗粒通过双螺杆挤出机挤出，制得所述用于3D打印的发光PLA线材。
[0011 ]步骤(I)所述磷光塑料母粒中的磷光粉成分为稀土铝酸锶夜光粉，塑料为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，塑料占磷光塑料母粒的3%?20% (重量)。
[0012]步骤(I)所述干燥是指在80°C干燥4?6小时，搅拌混合时间为20分钟。
[0013]步骤(2)所述干燥是指在80°C干燥4?6小时。
[0014]步骤(2)所述挤出造粒的温度为170?200°C，转速为15?50rpm;所述复合颗粒的长度为5?10_。
[0015]步骤(3)所述挤出的温度为175?190°C，转速为15?50rpm。
[0016]一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，包括如下步骤:
[0017](A)按重量百分比计，将60%?99%的PLA(聚乳酸)塑料和I %?50%的磷光塑料母粒按比例调配，然后将调配的原料干燥;各原料重量百分比之和为100%;
[0018](B)将步骤(A)干燥后的原料通过双螺杆挤出机挤出，制得所述用于3D打印的发光PLA线材。
[0019]步骤(A)所述干燥是指在80°C干燥4?6小时。
[0020]步骤(B)所述挤出的温度为175?190°C，转速为15?50rpm。
[0021]所述用于3D打印的发光PLA线材直径为1.75?2.85_，并具有发光效果。
[0022]所述用于3D打印的发光PLA线材可应用于在玩具、安全标志、交通牌、开关、艺术品和装饰品领域。
[0023]与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果:
[0024](I)本发明制备的用于3D打印的发光PLA线材，可以进一步拓宽玩具市场，还可以开辟新的3D打印产品市场，如在安全标志、交通牌和开关等，同时，也可用于艺术品和装饰品领域。因此，本发明不仅有利于3D打印材料的多样化、功能化，还拓宽了 3D打印在生活及工业领域的应用。
[0025](2)与现有技术相比，本发明原料更加简单，在线材制备过程中，不会出现无机-高分子混合时不相容的问题。本发明采用磷光塑料母粒作为线材原料，第一、磷光塑料母粒中的塑料解决了原料混合式相容性的问题，第二、磷光塑料母粒中含有的无机磷光粉体可以提高线材的力学性能。塑料母粒过少，PLA线材无发光性能，反之，塑料母粒过多，所制备的PLA线材熔点过高，限制了其在3D打印领域的使用。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0027]本发明实施例中使用的PLA塑料为美国NatureWorks 4032D，磷光塑料母粒为国内深圳市耀德兴科技有限公司购买，实施例中所述的百分数均为重量百分数。
[0028]实施例1
[0029 ] 一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，包括以下步骤:
[0030](I)称取99 %PLA塑料、I %磷光塑料母粒调配；
[0031](2)将上述原料置于80°C烘箱中干燥4?6小时后，置于高速混料机中，充分搅拌混合20分钟；
[0032](3)将混合后的原料置于双螺杆造粒机中，经温度170?200°C的高温加热，经转速为15?50rpm的螺杆基础原料，同时通过造粒机将挤出的线材原料切割成5?1mm的复合颗粒；
[0033](4)然后将制成的复合颗粒置于80°C烘箱中干燥4?6小时；
[0034](5)最后将干燥后的复合颗粒在175?190°C，40?50rpm转速下双螺杆挤出机制成直径为2.85mm，并具有发光效果的3D打印PLA线材。
[0035]实施例2
[0036]—种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，包括以下步骤:
[0037](I)称取90 % PLA塑料、10 %磷光塑料母粒调配；
[0038](2)将上述原料置于80°C烘箱中干燥4?6小时后，置于高速混料机中，充分搅拌混合20分钟；
[0039](3)将混合后的原料置于双螺杆造粒机中，经温度170?180°C的高温加热，经转速为15?50rpm的螺杆基础原料，同时通过造粒机将挤出的线材原料切割成5?1mm的复合颗粒；
[0040](4)然后将制成的复合颗粒置于80°C烘箱中干燥4?6小时；
[0041 ] (5)最后将干燥后的复合颗粒在175?190°C，30?40rpm转速下双螺杆挤出机制成直径为2.85mm，并具有发光效果的3D打印PLA线材。
[0042] 实施例3
[0043 ] 一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，包括以下步骤:
[0044](I)称取70 % PLA塑料、30 %磷光塑料母粒调配；
[0045](2)将上述原料置于80°C烘箱中干燥4?6小时后，置于高速混料机中，充分搅拌混合20分钟；
[0046](3)将混合后的原料置于双螺杆造粒机中，经温度175?185°C的高温加热，经转速为15?50rpm的螺杆基础原料，同时通过造粒机将挤出的线材原料切割成5?1mm的复合颗粒；
[0047](4)然后将制成的复合颗粒置于80°C烘箱中干燥4?6小时；
[0048](5)最后将干燥后的复合颗粒在175?190°C，20?30rpm转速下双螺杆挤出机制成直径为1.75mm，并具有发光效果的3D打印PLA线材。
[0049]实施例4
[0050]—种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，包括以下步骤:
[0051 ] (I)称取50 % PLA塑料、50 %磷光塑料母粒调配；
[0052](2)将上述原料置于80°C烘箱中干燥4?6小时后，置于高速混料机中，充分搅拌混合20分钟；
[0053](3)将混合后的原料置于双螺杆造粒机中，经温度185?200°C的高温加热，经转速为15?50rpm的螺杆基础原料，同时通过造粒机将挤出的线材原料切割成5?1mm的复合颗粒；
[0054](4)然后将制成的复合颗粒置于80°C烘箱中干燥4?6小时；
[0055](5)最后将干燥后的复合颗粒在175?190°C，15?20rpm转速下双螺杆挤出机制成直径为1.75mm，并具有发光效果的3D打印PLA线材。
[0056]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)按重量百分比计，将60%?99 %的PLA塑料和I %?50 %的磷光塑料母粒按比例调配;然后将调配的原料干燥，充分搅拌混合； (2)将步骤(I)混合后的原料置于双螺杆造粒机中，挤出造粒，同时通过造粒机将挤出的线材原料切割成复合颗粒，然后将复合颗粒干燥； (3)将步骤(2)干燥后的复合颗粒通过双螺杆挤出机挤出，制得所述用于3D打印的发光PLA线材。2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，其特征在于，步骤(I)所述磷光塑料母粒中的磷光粉成分为稀土铝酸锶夜光粉，塑料为ABS，塑料占磷光塑料母粒重量的3%?20 %。3.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，其特征在于，步骤(I)所述干燥是指在80°C干燥4?6小时，搅拌混合时间为20分钟。4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述干燥是指在80°C干燥4?6小时； 步骤(2)所述挤出造粒的温度为170?200°C，转速为15?50rpm;所述复合颗粒的长度为5?1mm05.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述挤出的温度为175?190°C，转速为15?50rpm。6.—种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (A)按重量百分比计，将60%?99 %的PLA塑料和I %?50 %的磷光塑料母粒按比例调配，然后将调配的原料干燥； (B)将步骤(A)干燥后的原料通过双螺杆挤出机挤出，制得所述用于3D打印的发光PLA线材。7.根据权利要求6所述的一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，其特征在于，步骤(A)所述干燥是指在80°C干燥4?6小时。8.根据权利要求6所述的一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方法，其特征在于，步骤(B)所述挤出的温度为175?190°C，转速为15?50rpm。9.一种用于3D打印的发光PLA线材，其特征在于，其由权利要求1至8任一项所述的一种用于3D打印的发光PLA线材的制备方制得。10.权利要求9所述的用于3D打印的发光PLA线材在玩具、安全标志、交通牌、开关、艺术品和装饰品领域中的应用。
【专利摘要】本发明属于3D打印领域，具体涉及一种用于3D打印的发光PLA线材及其制备方法和应用。所述制备方法包括如下步骤：按重量百分比计，将60％～99％的PLA塑料和1％～50％的磷光塑料母粒按比例调配；将调配的原料干燥，搅拌混合；将混合后的原料挤出造粒并切割后挤出，或是将混合后的原料直接挤出，制得用于3D打印的发光PLA线材。本发明制备的用于3D打印的发光PLA线材，可以进一步拓宽玩具市场，还可以开辟新的3D打印产品市场，如在安全标志、交通牌和开关等，同时，也可用于艺术品和装饰品领域。本发明不仅有利于3D打印材料的多样化、功能化，还拓宽了3D打印在生活及工业领域的应用。
【IPC分类】B29C47/92, C08J3/22, B29B9/06, C08K3/24, B33Y80/00, B33Y70/00, C08L67/04, C08L55/02
【公开号】CN105482395
【申请号】CN201610010327
【发明人】李艳辉, 郑华德, 张明
【申请人】华南协同创新研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月5日