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一種新型石墨烯3D打印材料的制作方法

文檔序號(hào):11100371閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種新型石墨烯3D打印材料,其特征在于,以重量份為單位,包括以下原料:石墨烯5.2-8份、廢棄塑料27-32份、聚乳酸33-42份、二聚磷酸鈉18-25份、丙二醇甲醚醋酸酯22-26份、特定合成劑11-20份、淀粉合成劑5-10份;

所述特定合成劑以重量份為單位,包括以下原料:調(diào)節(jié)劑15-22份、發(fā)生劑12-18份、偶聯(lián)劑a 10-15份、相容劑12-16份、增塑劑a 9-12份、抗氧化劑6-10份、聚凝劑5-9份、終止劑3-5份、穩(wěn)定劑a 2-4份;

所述淀粉合成劑以重量份為單位,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、環(huán)氧氯丁烷2-5份、尿素1.5-3.5份、糊化劑1-2份、偶聯(lián)劑b 0.2-0.6份、引發(fā)劑0.1-0.2份、催化劑0.1-0.2份、穩(wěn)定劑b 0.1-0.3份、消泡劑0.3-0.8份、增塑劑b 0.4-0.9份、增韌劑0.3-0.7份、增粘劑0.3-0.6份、耐水劑0.2-0.4份、抗菌劑0.1-0.2份;

所述偶聯(lián)劑b為鈦酸酯偶聯(lián)劑;

所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯;

所述催化劑為鉑催化劑;

所述穩(wěn)定劑b為有機(jī)錫穩(wěn)定劑;

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;

所述增塑劑b為檸檬酸酯;

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠;

所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷;

所述耐水劑為硼酸;

所述抗菌劑為碳酸鋰;

所述的新型石墨烯3D打印材料的制備方法,包括以下步驟:

S1:市場上購置二維石墨烯原料,經(jīng)過特殊處理制得初級(jí)石墨烯粉末;

S2:使用硬塑料破碎機(jī)對(duì)廢棄塑料進(jìn)行初步粉碎,隨后利用間歇式攪拌塑料清洗機(jī)將破碎過的廢棄塑料進(jìn)行徹底清洗,去除表面的污物,自然風(fēng)干精選后,制得精選塑料;

S3:將步驟S2制得的精選塑料置于氮?dú)饣蚋杀牡蜏胤鬯闄C(jī)中,在溫度為-90--110℃下將塑料粉碎2-3h,過篩后得到400-600目的塑料細(xì)粒;

S4:向步驟S1制得的初級(jí)石墨烯粉末、步驟S3制得的塑料細(xì)粒中加入聚乳酸、二聚磷酸鈉、丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成劑,升溫至194-218℃,在轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌熔解2.4-3.4h,然后冷卻至室溫,制得改性的石墨烯3D打印二級(jí)材料;

所述特定合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S41:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至117-128℃,在轉(zhuǎn)速為100-200r/min下反應(yīng)68-82min,制得物料A;

S42:向步驟S41制得的物料A中加入調(diào)節(jié)劑、聚凝劑混合后升溫至143-156℃,在轉(zhuǎn)速為300-400r/min下反應(yīng)145-232min,制得物料B;

S43:向步驟S42制得的物料B中加入增塑劑a、終止劑、穩(wěn)定劑a混合后降溫至108-125℃,在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應(yīng)62-135min,制得特定合成劑;

S5:將步驟S4制得的改性的石墨烯3D打印二級(jí)材料在溫度為-90--110℃下粉碎,加入淀粉合成劑混合均勻,將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機(jī)中,在溫度為180-200℃,轉(zhuǎn)速為110-130r/min下,經(jīng)擠壓絲條,制得新型石墨烯3D打印材料;

所述淀粉合成劑的制備方法,包括以下步驟:

S51:配制濃度為18-25Be’,pH值為3.1-3.8的淀粉漿a;

S52:向步驟S51制得的淀粉漿a中加入濃度為4%-8%的戊二酸二甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑b、催化劑,然后在溫度為42-58℃,攪拌轉(zhuǎn)速為70-100r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)2.5-3.5h,制得漿料b;

S53:向步驟S52制得的漿料b中加入糊化劑,調(diào)節(jié)pH值為9.1-9.8,接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑b、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑,然后在溫度為55-61℃,攪拌轉(zhuǎn)速為80-120r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.2-1.8h,制得漿料c;

S54:將步驟S53制得的漿料c中加入穩(wěn)定劑b,調(diào)節(jié)pH值為8.3-8.5,升溫至73-77℃,糊化50-55min,糊化結(jié)束后降至30-33℃,加入消泡劑,在轉(zhuǎn)速為90-130r/min下攪拌8-12min,制得淀粉合成劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型石墨烯3D打印材料,其特征在于,所述所述調(diào)節(jié)劑為ACR。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型石墨烯3D打印材料,其特征在于,所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型石墨烯3D打印材料,其特征在于,所述偶聯(lián)劑a為水溶性硅烷。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型石墨烯3D打印材料,其特征在于,所述相容劑為丙烯酸型相容劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型石墨烯3D打印材料,其特征在于,所述增塑劑a為鄰苯二甲酸二環(huán)己酯。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型石墨烯3D打印材料,其特征在于,所述抗氧化劑為Ronotec17。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型石墨烯3D打印材料,其特征在于,所述聚凝劑為聚合氯化鋁。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型石墨烯3D打印材料,其特征在于,所述終止劑為木焦油。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型石墨烯3D打印材料,其特征在于,所述穩(wěn)定劑a為稀土穩(wěn)定劑。

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