一种3D打印用的石墨烯复合材料 |
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申请号 | CN201611012960.5 | 申请日 | 2016-11-17 | 公开(公告)号 | CN106496983A | 公开(公告)日 | 2017-03-15 |
申请人 | 南宁梦幻三体环保科技有限公司; | 发明人 | 覃杨华; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种3D打印用的 石墨 烯 复合材料 ,属于3D打印用材料制备技术领域,所述3D打印用的 石墨烯 复合材料以重量份为单位,包括以下原料:石墨烯4.8-7.6份、废弃塑料23.9-30.4份、聚乳酸32.8-38.2份、二聚 磷酸 钾 12.4-22.7份、 丙烯酸 酯17.6-24.5份、特定合成剂8.9-17.3份、 淀粉 合成剂4.7-9.5份。本发明制成的3D打印用的石墨烯复合材料具有拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度大,热 变形 温度 和熔融指数高等特点,通过3D打印技术打印出来的产品高 质量 、高抗冲、高强度,具有广阔的市场前景。 | ||||||
权利要求 | 1.一种3D打印用的石墨烯复合材料,其特征在于,以重量份为单位,包括以下原料:石墨烯4.8-7.6份、废弃塑料23.9-30.4份、聚乳酸32.8-38.2份、二聚磷酸钾12.4-22.7份、丙烯酸酯17.6-24.5份、特定合成剂8.9-17.3份、淀粉合成剂4.7-9.5份; |
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说明书全文 | 一种3D打印用的石墨烯复合材料【技术领域】 [0002] 3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的,常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件,该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。虽然3D打印技术有着上述的技术优势,但是从其它方面来说,又存在一定的劣势,重点体现在材料方面,可以说是一个非常大的短板,材料功能性跟不上产业发展,大型锻件无法成行,力学性能差等诸多因素,直接制约着整体发展。随着3D打印市场需求量的增大、3D打印材料功能性跟不上产业发展,如何突破提高3D打印材料功能性、降低3D打印成本,提高3D打印材料的力学性能,解决资源再循环利用等情况已经迫在眉睫。 [0003] 石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯既是最薄的材料,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。 [0004] 作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为"黑金",是"新材料之王",科学家甚至预言石墨烯将"彻底改变21世纪"。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。 [0005] 目前塑料3d打印用材料存在着拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度小,热变形温度和熔融指数低等问题,因此,研发一种具有高强度,热传导性好,同时有具有高韧性和熔融指数的3D打印用的石墨烯复合材料具有重要的意义。【发明内容】 [0006] 本发明提供一种3D打印用的石墨烯复合材料,以解决现有塑料3d打印用材料存在着拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度小,热变形温度和熔融指数低等问题。本发明制成的3D打印用的石墨烯复合材料具有拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度大,热变形温度和熔融指数高等特点,通过3D打印技术打印出来的产品高质量、高抗冲、高强度,具有广阔的市场前景。 [0007] 为解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案: [0008] 一种3D打印用的石墨烯复合材料,以重量份为单位,包括以下原料:石墨烯4.8-7.6份、废弃塑料23.9-30.4份、聚乳酸32.8-38.2份、二聚磷酸钾12.4-22.7份、丙烯酸酯 17.6-24.5份、特定合成剂8.9-17.3份、淀粉合成剂4.7-9.5份; [0009] 所述特定合成剂以重量份为单位,包括以下原料:调节剂15-22份、发生剂12-18份、偶联剂a 10-15份、相容剂12-16份、增塑剂a 9-12份、抗氧化剂6-10份、聚凝剂5-9份、终止剂3-5份、稳定剂a 2-4份; [0010] 所述淀粉合成剂以重量份为单位,包括以下原料:淀粉80-130份、戊二酸二甲酯10-16份、N,N-二甲基乙酰胺8-13份、环氧氯丁烷2-5份、尿素1.5-3.5份、糊化剂1-2份、偶联剂b 0.2-0.6份、引发剂0.1-0.2份、催化剂0.1-0.2份、稳定剂b 0.1-0.3份、消泡剂0.3-0.8份、增塑剂b 0.4-0.9份、增韧剂0.3-0.7份、增粘剂0.3-0.6份、耐水剂0.2-0.4份、抗菌剂 0.1-0.2份; [0011] 所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂; [0012] 所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯; [0013] 所述催化剂为铂催化剂; [0014] 所述稳定剂b为有机锡稳定剂; [0015] 所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚; [0016] 所述增塑剂b为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯; [0017] 所述增韧剂为聚丙二烯橡胶; [0019] 所述耐水剂为硼酸; [0020] 所述抗菌剂为碳酸锂; [0021] 所述的3D打印用的石墨烯复合材料的制备方法,包括以下步骤: [0022] S1:市场上购置二维石墨烯原料,经过特殊处理制得初级石墨烯粉末; [0025] S4:向步骤S1制得的初级石墨烯粉末、步骤S3制得的塑料细粒中加入聚乳酸、二聚磷酸钾、丙烯酸酯、特定合成剂,升温至202-218℃,在转速为200-400r/min下搅拌熔解2.1-3.2h,然后冷却至室温,制得改性的石墨烯3D打印二级材料; [0026] 所述特定合成剂的制备方法,包括以下步骤: [0027] S41:将发生剂、偶联剂a、相容剂、抗氧化剂混合升温至117-128℃,在转速为100-200r/min下反应68-82min,制得物料A; [0028] S42:向步骤S41制得的物料A中加入调节剂、聚凝剂混合后升温至143-156℃,在转速为300-400r/min下反应145-232min,制得物料B; [0029] S43:向步骤S42制得的物料B中加入增塑剂a、终止剂、稳定剂a混合后降温至108-125℃,在转速为200-300r/min下反应62-135min,制得特定合成剂; [0030] S5:将步骤S4制得的改性的石墨烯3D打印二级材料在温度为-90--110℃下粉碎,加入淀粉合成剂混合均匀,将混合均匀混合物放入螺杆挤压成型机中,在温度为180-200℃,转速为110-130r/min下,经挤压丝条,制得3D打印用的石墨烯复合材料; [0031] 所述淀粉合成剂的制备方法,包括以下步骤: [0032] S51:配制浓度为18-25Be’,pH值为3.1-3.8的淀粉浆a; [0033] S52:向步骤S51制得的淀粉浆a中加入浓度为4%-8%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶联剂b、催化剂,然后在温度为42-58℃,搅拌转速为70-100r/min下进行交联接枝反应2.5-3.5h,制得浆料b; [0034] S53:向步骤S52制得的浆料b中加入糊化剂,调节pH值为9.1-9.8,接着加入环氧氯丁烷、尿素、引发剂、增塑剂b、增韧剂、增粘剂、耐水剂、抗菌剂,然后在温度为55-61℃,搅拌转速为80-120r/min下进行交联反应1.2-1.8h,制得浆料c; [0035] S54:将步骤S53制得的浆料c中加入稳定剂b,调节pH值为8.3-8.5,升温至73-77℃,糊化50-55min,糊化结束后降至30-33℃,加入消泡剂,在转速为90-130r/min下搅拌8-12min,制得淀粉合成剂。 [0036] 进一步地,所述所述调节剂为ACR。 [0037] 进一步地,所述发生剂为气溶胶发生剂。 [0038] 进一步地,所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550。 [0040] 进一步地,所述增塑剂a为邻苯二甲酸二环己酯。 [0041] 进一步地,所述抗氧化剂为Ronotec17。 [0043] 进一步地,所述终止剂为木焦油。 [0044] 进一步地,所述稳定剂a为稀土稳定剂。 [0045] 本发明具有以下有益效果: [0046] (1)本发明使用废弃塑料,来源广,价格低,拓宽了3D打印材料原料的选择范围; [0047] (2)本发明制成的3D打印用的石墨烯复合材料具有拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度大,热变形温度和熔融指数高等特点,通过3D打印技术打印出来的产品高质量、高抗冲、高强度,具有广阔的市场前景; [0048] (3)本发明制成的3D打印用的石墨烯复合材料成本低,易于工业化生产。【具体实施方式】 [0049] 为便于更好地理解本发明,通过以下实施例加以说明,这些实施例属于本发明的保护范围,但不限制本发明的保护范围。 [0050] 在实施例中,所述3D打印用的石墨烯复合材料,以重量份为单位,包括以下原料:石墨烯4.8-7.6份、废弃塑料23.9-30.4份、聚乳酸32.8-38.2份、二聚磷酸钾12.4-22.7份、丙烯酸酯17.6-24.5份、特定合成剂8.9-17.3份、淀粉合成剂4.7-9.5份; [0051] 所述特定合成剂以重量份为单位,包括以下原料:调节剂15-22份、发生剂12-18份、偶联剂a 10-15份、相容剂12-16份、增塑剂9-12份、抗氧化剂6-10份、聚凝剂5-9份、终止剂3-5份、稳定剂a 2-4份; [0052] 所述调节剂为ACR; [0053] 所述发生剂为气溶胶发生剂; [0054] 所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550; [0055] 所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂; [0056] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯; [0057] 所述抗氧化剂为Ronotec17; [0058] 所述聚凝剂为聚合氯化铝; [0059] 所述终止剂为木焦油; [0060] 所述稳定剂a为稀土稳定剂; [0061] 所述淀粉合成剂以重量份为单位,包括以下原料:淀粉80-130份、戊二酸二甲酯10-16份、N,N-二甲基乙酰胺8-13份、环氧氯丁烷2-5份、尿素1.5-3.5份、糊化剂1-2份、偶联剂b 0.2-0.6份、引发剂0.1-0.2份、催化剂0.1-0.2份、稳定剂b 0.1-0.3份、消泡剂0.3-0.8份、增塑剂0.4-0.9份、增韧剂0.3-0.7份、增粘剂0.3-0.6份、耐水剂0.2-0.4份、抗菌剂0.1- 0.2份; [0062] 所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂; [0063] 所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯; [0064] 所述催化剂为铂催化剂; [0065] 所述稳定剂b为有机锡稳定剂; [0066] 所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚; [0067] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯; [0068] 所述增韧剂为聚丙二烯橡胶; [0069] 所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷; [0070] 所述耐水剂为硼酸; [0071] 所述抗菌剂为碳酸锂; [0072] 所述的3D打印用的石墨烯复合材料的制备方法,包括以下步骤: [0073] S1:市场上购置二维石墨烯原料,经过特殊处理制得初级石墨烯粉末; [0074] S2:使用硬塑料破碎机对废弃塑料进行初步粉碎,随后利用间歇式搅拌塑料清洗机将破碎过的废弃塑料进行彻底清洗,去除表面的污物,自然风干精选后,制得精选塑料; [0075] S3:将步骤S2制得的精选塑料置于氮气或干冰的低温粉碎机中,在温度为-90--110℃下将塑料粉碎2-3h,过筛后得到400-600目的塑料细粒; [0076] S4:向步骤S1制得的初级石墨烯粉末、步骤S3制得的塑料细粒中加入聚乳酸、二聚磷酸钾、丙烯酸酯、特定合成剂,升温至202-218℃,在转速为200-400r/min下搅拌熔解2.1-3.2h,然后冷却至室温,制得改性的石墨烯3D打印二级材料; [0077] 所述特定合成剂的制备方法,包括以下步骤: [0078] S41:将发生剂、偶联剂a、相容剂、抗氧化剂混合升温至117-128℃,在转速为100-200r/min下反应68-82min,制得物料A; [0079] S42:向步骤S41制得的物料A中加入调节剂、聚凝剂混合后升温至143-156℃,在转速为300-400r/min下反应145-232min,制得物料B; [0080] S43:向步骤S42制得的物料B中加入增塑剂、终止剂、稳定剂a混合后降温至108-125℃,在转速为200-300r/min下反应62-135min,制得特定合成剂; [0081] S5:将步骤S4制得的改性的石墨烯3D打印二级材料在温度为-90--110℃下粉碎,加入淀粉合成剂混合均匀,将混合均匀混合物放入螺杆挤压成型机中,在温度为180-200℃,转速为110-130r/min下,经挤压丝条,制得3D打印用的石墨烯复合材料; [0082] 所述淀粉合成剂的制备方法,包括以下步骤: [0083] S51:配制浓度为18-25Be’,pH值为3.1-3.8的淀粉浆a; [0084] S52:向步骤S51制得的淀粉浆a中加入浓度为4%-8%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶联剂b、催化剂,然后在温度为42-58℃,搅拌转速为70-100r/min下进行交联接枝反应2.5-3.5h,制得浆料b; [0085] S53:向步骤S52制得的浆料b中加入糊化剂,调节pH值为9.1-9.8,接着加入环氧氯丁烷、尿素、引发剂、增塑剂、增韧剂、增粘剂、耐水剂、抗菌剂,然后在温度为55-61℃,搅拌转速为80-120r/min下进行交联反应1.2-1.8h,制得浆料c; [0086] S54:将步骤S53制得的浆料c中加入稳定剂b,调节pH值为8.3-8.5,升温至73-77℃,糊化50-55min,糊化结束后降至30-33℃,加入消泡剂,在转速为90-130r/min下搅拌8-12min,制得淀粉合成剂。 [0087] 下面通过更具体实施例对本发明进行说明。 [0088] 实施例1 [0089] 一种所述3D打印用的石墨烯复合材料,以重量份为单位,包括以下原料:石墨烯6.6份、废弃塑料28份、聚乳酸38份、二聚磷酸钾20份、丙烯酸酯24份、特定合成剂16份、淀粉合成剂8份; [0090] 所述特定合成剂以重量份为单位,包括以下原料:调节剂18份、发生剂15份、偶联剂a 13份、相容剂14份、增塑剂10份、抗氧化剂8份、聚凝剂7份、终止剂4份、稳定剂a 3份; [0091] 所述调节剂为ACR; [0092] 所述发生剂为气溶胶发生剂; [0093] 所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550; [0094] 所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂; [0095] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯; [0096] 所述抗氧化剂为Ronotec17; [0097] 所述聚凝剂为聚合氯化铝; [0098] 所述终止剂为木焦油; [0099] 所述稳定剂a为稀土稳定剂; [0100] 所述淀粉合成剂以重量份为单位,包括以下原料:淀粉116份、戊二酸二甲酯13份、N,N-二甲基乙酰胺11份、环氧氯丁烷4份、尿素2.5份、糊化剂1.5份、偶联剂b 0.4份、引发剂0.1份、催化剂0.1份、稳定剂b 0.2份、消泡剂0.6份、增塑剂0.7份、增韧剂0.5份、增粘剂0.4份、耐水剂0.3份、抗菌剂0.1份; [0101] 所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂; [0102] 所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯; [0103] 所述催化剂为铂催化剂; [0104] 所述稳定剂b为有机锡稳定剂; [0105] 所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚; [0106] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯; [0107] 所述增韧剂为聚丙二烯橡胶; [0108] 所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷; [0109] 所述耐水剂为硼酸; [0110] 所述抗菌剂为碳酸锂; [0111] 所述的3D打印用的石墨烯复合材料的制备方法,包括以下步骤: [0112] S1:市场上购置二维石墨烯原料,经过特殊处理制得初级石墨烯粉末; [0113] S2:使用硬塑料破碎机对废弃塑料进行初步粉碎,随后利用间歇式搅拌塑料清洗机将破碎过的废弃塑料进行彻底清洗,去除表面的污物,自然风干精选后,制得精选塑料; [0114] S3:将步骤S2制得的精选塑料置于氮气或干冰的低温粉碎机中,在温度为-100℃下将塑料粉碎2.5h,过筛后得到500目的塑料细粒; [0115] S4:向步骤S1制得的初级石墨烯粉末、步骤S3制得的塑料细粒中加入聚乳酸、二聚磷酸钾、丙烯酸酯、特定合成剂,升温至210℃,在转速为300r/min下搅拌熔解2.6h,然后冷却至室温,制得改性的石墨烯3D打印二级材料; [0116] 所述特定合成剂的制备方法,包括以下步骤: [0117] S41:将发生剂、偶联剂a、相容剂、抗氧化剂混合升温至122℃,在转速为150r/min下反应75min,制得物料A; [0118] S42:向步骤S41制得的物料A中加入调节剂、聚凝剂混合后升温至150℃,在转速为350r/min下反应190min,制得物料B; [0119] S43:向步骤S42制得的物料B中加入增塑剂、终止剂、稳定剂a混合后降温至116℃,在转速为250r/min下反应100min,制得特定合成剂; [0120] S5:将步骤S4制得的改性的石墨烯3D打印二级材料在温度为-100℃下粉碎,加入淀粉合成剂混合均匀,将混合均匀混合物放入螺杆挤压成型机中,在温度为190℃,转速为120r/min下,经挤压丝条,制得3D打印用的石墨烯复合材料; [0121] 所述淀粉合成剂的制备方法,包括以下步骤: [0122] S51:配制浓度为22Be’,pH值为3.5的淀粉浆a; [0123] S52:向步骤S51制得的淀粉浆a中加入浓度为6%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶联剂b、催化剂,然后在温度为50℃,搅拌转速为90r/min下进行交联接枝反应3h,制得浆料b; [0124] S53:向步骤S52制得的浆料b中加入糊化剂,调节pH值为9.5,接着加入环氧氯丁烷、尿素、引发剂、增塑剂、增韧剂、增粘剂、耐水剂、抗菌剂,然后在温度为58℃,搅拌转速为100r/min下进行交联反应1.5h,制得浆料c; [0125] S54:将步骤S53制得的浆料c中加入稳定剂b,调节pH值为8.4,升温至75℃,糊化53min,糊化结束后降至32℃,加入消泡剂,在转速为120r/min下搅拌10min,制得淀粉合成剂。 [0126] 实施例2 [0127] 一种所述3D打印用的石墨烯复合材料,以重量份为单位,包括以下原料:石墨烯4.8份、废弃塑料23.9份、聚乳酸32.8份、二聚磷酸钾12.4份、丙烯酸酯17.6份、特定合成剂 8.9份、淀粉合成剂4.7份; [0128] 所述特定合成剂以重量份为单位,包括以下原料:调节剂15份、发生剂12份、偶联剂a 10份、相容剂12份、增塑剂9份、抗氧化剂6份、聚凝剂5份、终止剂3份、稳定剂a 2份; [0129] 所述调节剂为ACR; [0130] 所述发生剂为气溶胶发生剂; [0131] 所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550; [0132] 所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂; [0133] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯; [0134] 所述抗氧化剂为Ronotec17; [0135] 所述聚凝剂为聚合氯化铝; [0136] 所述终止剂为木焦油; [0137] 所述稳定剂a为稀土稳定剂; [0138] 所述淀粉合成剂以重量份为单位,包括以下原料:淀粉80份、戊二酸二甲酯10份、N,N-二甲基乙酰胺8份、环氧氯丁烷2份、尿素1.5份、糊化剂1份、偶联剂b 0.2份、引发剂0.1份、催化剂0.1份、稳定剂b 0.1份、消泡剂0.3份、增塑剂0.4份、增韧剂0.3份、增粘剂0.3份、耐水剂0.2份、抗菌剂0.1份; [0139] 所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂; [0140] 所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯; [0141] 所述催化剂为铂催化剂; [0142] 所述稳定剂b为有机锡稳定剂; [0143] 所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚; [0144] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯; [0145] 所述增韧剂为聚丙二烯橡胶; [0146] 所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷; [0147] 所述耐水剂为硼酸; [0148] 所述抗菌剂为碳酸锂; [0149] 所述的3D打印用的石墨烯复合材料的制备方法,包括以下步骤: [0150] S1:市场上购置二维石墨烯原料,经过特殊处理制得初级石墨烯粉末; [0151] S2:使用硬塑料破碎机对废弃塑料进行初步粉碎,随后利用间歇式搅拌塑料清洗机将破碎过的废弃塑料进行彻底清洗,去除表面的污物,自然风干精选后,制得精选塑料; [0152] S3:将步骤S2制得的精选塑料置于氮气或干冰的低温粉碎机中,在温度为-90℃下将塑料粉碎3h,过筛后得到400目的塑料细粒; [0153] S4:向步骤S1制得的初级石墨烯粉末、步骤S3制得的塑料细粒中加入聚乳酸、二聚磷酸钾、丙烯酸酯、特定合成剂,升温至202℃,在转速为200r/min下搅拌熔解3.2h,然后冷却至室温,制得改性的石墨烯3D打印二级材料; [0154] 所述特定合成剂的制备方法,包括以下步骤: [0155] S41:将发生剂、偶联剂a、相容剂、抗氧化剂混合升温至117℃,在转速为100r/min下反应82min,制得物料A; [0156] S42:向步骤S41制得的物料A中加入调节剂、聚凝剂混合后升温至143℃,在转速为300r/min下反应145min,制得物料B; [0157] S43:向步骤S42制得的物料B中加入增塑剂、终止剂、稳定剂a混合后降温至108℃,在转速为200r/min下反应135min,制得特定合成剂; [0158] S5:将步骤S4制得的改性的石墨烯3D打印二级材料在温度为-90℃下粉碎,加入淀粉合成剂混合均匀,将混合均匀混合物放入螺杆挤压成型机中,在温度为180℃,转速为110r/min下,经挤压丝条,制得3D打印用的石墨烯复合材料; [0159] 所述淀粉合成剂的制备方法,包括以下步骤: [0160] S51:配制浓度为18Be’,pH值为3.1的淀粉浆a; [0161] S52:向步骤S51制得的淀粉浆a中加入浓度为4%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶联剂b、催化剂,然后在温度为42℃,搅拌转速为70r/min下进行交联接枝反应2.5h,制得浆料b; [0162] S53:向步骤S52制得的浆料b中加入糊化剂,调节pH值为9.1,接着加入环氧氯丁烷、尿素、引发剂、增塑剂、增韧剂、增粘剂、耐水剂、抗菌剂,然后在温度为55℃,搅拌转速为80r/min下进行交联反应1.8h,制得浆料c; [0163] S54:将步骤S53制得的浆料c中加入稳定剂b,调节pH值为8.3,升温至73℃,糊化55min,糊化结束后降至30℃,加入消泡剂,在转速为90r/min下搅拌12min,制得淀粉合成剂。 [0164] 实施例3 [0165] 一种所述3D打印用的石墨烯复合材料,以重量份为单位,包括以下原料:石墨烯7.6份、废弃塑料30.4份、聚乳酸38.2份、二聚磷酸钾22.7份、丙烯酸酯24.5份、特定合成剂 17.3份、淀粉合成剂9.5份; [0166] 所述特定合成剂以重量份为单位,包括以下原料:调节剂22份、发生剂18份、偶联剂a 15份、相容剂16份、增塑剂12份、抗氧化剂10份、聚凝剂9份、终止剂5份、稳定剂a 4份; [0167] 所述调节剂为ACR; [0168] 所述发生剂为气溶胶发生剂; [0169] 所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550; [0170] 所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂; [0171] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯; [0172] 所述抗氧化剂为Ronotec17; [0173] 所述聚凝剂为聚合氯化铝; [0174] 所述终止剂为木焦油; [0175] 所述稳定剂a为稀土稳定剂; [0176] 所述淀粉合成剂以重量份为单位,包括以下原料:淀粉130份、戊二酸二甲酯16份、N,N-二甲基乙酰胺13份、环氧氯丁烷5份、尿素3.5份、糊化剂2份、偶联剂b 0.6份、引发剂0.2份、催化剂0.2份、稳定剂b 0.3份、消泡剂0.8份、增塑剂0.9份、增韧剂0.7份、增粘剂0.6份、耐水剂0.4份、抗菌剂0.2份; [0177] 所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂; [0178] 所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯; [0179] 所述催化剂为铂催化剂; [0180] 所述稳定剂b为有机锡稳定剂; [0181] 所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚; [0182] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯; [0183] 所述增韧剂为聚丙二烯橡胶; [0184] 所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷; [0185] 所述耐水剂为硼酸; [0186] 所述抗菌剂为碳酸锂; [0187] 所述的3D打印用的石墨烯复合材料的制备方法,包括以下步骤: [0188] S1:市场上购置二维石墨烯原料,经过特殊处理制得初级石墨烯粉末; [0189] S2:使用硬塑料破碎机对废弃塑料进行初步粉碎,随后利用间歇式搅拌塑料清洗机将破碎过的废弃塑料进行彻底清洗,去除表面的污物,自然风干精选后,制得精选塑料; [0190] S3:将步骤S2制得的精选塑料置于氮气或干冰的低温粉碎机中,在温度为-110℃下将塑料粉碎2h,过筛后得到600目的塑料细粒; [0191] S4:向步骤S1制得的初级石墨烯粉末、步骤S3制得的塑料细粒中加入聚乳酸、二聚磷酸钾、丙烯酸酯、特定合成剂,升温至218℃,在转速为400r/min下搅拌熔解2.1h,然后冷却至室温,制得改性的石墨烯3D打印二级材料; [0192] 所述特定合成剂的制备方法,包括以下步骤: [0193] S41:将发生剂、偶联剂a、相容剂、抗氧化剂混合升温至128℃,在转速为200r/min下反应68min,制得物料A; [0194] S42:向步骤S41制得的物料A中加入调节剂、聚凝剂混合后升温至156℃,在转速为400r/min下反应145min,制得物料B; [0195] S43:向步骤S42制得的物料B中加入增塑剂、终止剂、稳定剂a混合后降温至125℃,在转速为300r/min下反应62min,制得特定合成剂; [0196] S5:将步骤S4制得的改性的石墨烯3D打印二级材料在温度为-110℃下粉碎,加入淀粉合成剂混合均匀,将混合均匀混合物放入螺杆挤压成型机中,在温度为200℃,转速为130r/min下,经挤压丝条,制得3D打印用的石墨烯复合材料; [0197] 所述淀粉合成剂的制备方法,包括以下步骤: [0198] S51:配制浓度为25Be’,pH值为3.8的淀粉浆a; [0199] S52:向步骤S51制得的淀粉浆a中加入浓度为8%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶联剂b、催化剂,然后在温度为58℃,搅拌转速为100r/min下进行交联接枝反应2.5h,制得浆料b; [0200] S53:向步骤S52制得的浆料b中加入糊化剂,调节pH值为9.8,接着加入环氧氯丁烷、尿素、引发剂、增塑剂、增韧剂、增粘剂、耐水剂、抗菌剂,然后在温度为61℃,搅拌转速为120r/min下进行交联反应1.2h,制得浆料c; [0201] S54:将步骤S53制得的浆料c中加入稳定剂b,调节pH值为8.5,升温至77℃,糊化50min,糊化结束后降至33℃,加入消泡剂,在转速为130r/min下搅拌8min,制得淀粉合成剂。 [0202] 对实施例1-3中的3D打印用的石墨烯复合材料性能进行检测,结果如下表所示。 [0203] [0204] 由上表可知,本发明的3D打印用的石墨烯复合材料具有拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度大,热变形温度和熔融指数高等特点,通过3D打印技术打印出来的产品高质量、高抗冲、高强度。 |