CN106589867A - 一种具有高拉伸强度的石墨烯3d打印材料 - Google Patents

一种具有高拉伸强度的石墨烯3d打印材料 Download PDF

Info

Publication number
CN106589867A
CN106589867A CN201611027794.6A CN201611027794A CN106589867A CN 106589867 A CN106589867 A CN 106589867A CN 201611027794 A CN201611027794 A CN 201611027794A CN 106589867 A CN106589867 A CN 106589867A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
graphene
agent
high tensile
printing material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611027794.6A
Other languages
English (en)
Inventor
覃杨华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi Zhumeng Three Body Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangxi Zhumeng Three Body Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi Zhumeng Three Body Technology Co Ltd filed Critical Guangxi Zhumeng Three Body Technology Co Ltd
Priority to CN201611027794.6A priority Critical patent/CN106589867A/zh
Publication of CN106589867A publication Critical patent/CN106589867A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00—Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/003—Crosslinking of starch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，属于3D打印用材料制备技术领域，所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯5.2‑7.9份、废弃塑料27‑31份、聚乳酸33‑42份、二聚磷酸钾18‑24份、二丙二醇甲醚醋酸酯22‑25份、特定合成剂11‑19份、淀粉合成剂5‑9份。本发明制成的石墨烯3D打印材料具有拉伸强度、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。

Description

一种具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料
【技术领域】
本发明属于3D打印用材料制备技术领域，具体涉及一种具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料。
【背景技术】
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。
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。
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。
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石墨烯3D打印材料具有重要的意义。
【发明内容】
本发明提供一种具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，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。本发明制成的石墨烯3D打印材料具有拉伸强度、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。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯5.2-7.9份、废弃塑料27-31份、聚乳酸33-42份、二聚磷酸钾18-24份、二丙二醇甲醚醋酸酯22-25份、特定合成剂11-19份、淀粉合成剂5-9份；
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；
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；
所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂；
所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化剂为铂催化剂；
所述稳定剂b为有机锡稳定剂；
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑剂b为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；
所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷；
所述耐水剂为硼酸；
所述抗菌剂为碳酸锂；
所述的具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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、二丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成剂，升温至194-218℃，在转速为200-400r/min下搅拌熔解2.4-3.4h，然后冷却至室温，制得改性的石墨烯3D打印二级材料；
所述特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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，制得具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料；
所述淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：
S51：配制浓度为18-25Be’，pH值为3.1-3.8的淀粉浆a；
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；
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；
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。
进一步地，所述所述调节剂为ACR。
进一步地，所述发生剂为气溶胶发生剂。
进一步地，所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
进一步地，所述增塑剂a为邻苯二甲酸二环己酯。
进一步地，所述抗氧化剂为Ronotec17。
进一步地，所述聚凝剂为聚合氯化铝。
进一步地，所述终止剂为木焦油。
进一步地，所述稳定剂a为稀土稳定剂。
本发明具有以下有益效果：
(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；
(2)本发明制成的石墨烯3D打印材料具有拉伸强度、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；
(3)本发明制成的具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料成本低，易于工业化生产。
【具体实施方式】
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。
在实施例中，所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯5.2-7.9份、废弃塑料27-31份、聚乳酸33-42份、二聚磷酸钾18-24份、二丙二醇甲醚醋酸酯22-25份、特定合成剂11-19份、淀粉合成剂5-9份；
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；
所述调节剂为ACR；
所述发生剂为气溶胶发生剂；
所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550；
所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
所述抗氧化剂为Ronotec17；
所述聚凝剂为聚合氯化铝；
所述终止剂为木焦油；
所述稳定剂a为稀土稳定剂；
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；
所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂；
所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化剂为铂催化剂；
所述稳定剂b为有机锡稳定剂；
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；
所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷；
所述耐水剂为硼酸；
所述抗菌剂为碳酸锂；
所述的具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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、二丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成剂，升温至194-218℃，在转速为200-400r/min下搅拌熔解2.4-3.4h，然后冷却至室温，制得改性的石墨烯3D打印二级材料；
所述特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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，制得具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料；
所述淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：
S51：配制浓度为18-25Be’，pH值为3.1-3.8的淀粉浆a；
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；
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；
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。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯6.5份、废弃塑料30份、聚乳酸38份、二聚磷酸钾20份、二丙二醇甲醚醋酸酯24份、特定合成剂16份、淀粉合成剂8份；
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；
所述调节剂为ACR；
所述发生剂为气溶胶发生剂；
所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550；
所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
所述抗氧化剂为Ronotec17；
所述聚凝剂为聚合氯化铝；
所述终止剂为木焦油；
所述稳定剂a为稀土稳定剂；
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；
所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂；
所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化剂为铂催化剂；
所述稳定剂b为有机锡稳定剂；
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；
所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷；
所述耐水剂为硼酸；
所述抗菌剂为碳酸锂；
所述的具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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、二丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成剂，升温至206℃，在转速为300r/min下搅拌熔解3h，然后冷却至室温，制得改性的石墨烯3D打印二级材料；
所述特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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，制得具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料；
所述淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：
S51：配制浓度为22Be’，pH值为3.5的淀粉浆a；
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；
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；
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。
实施例2
一种所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯5.2份、废弃塑料27份、聚乳酸33份、二聚磷酸钾18份、二丙二醇甲醚醋酸酯22份、特定合成剂11份、淀粉合成剂5份；
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；
所述调节剂为ACR；
所述发生剂为气溶胶发生剂；
所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550；
所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
所述抗氧化剂为Ronotec17；
所述聚凝剂为聚合氯化铝；
所述终止剂为木焦油；
所述稳定剂a为稀土稳定剂；
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；
所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂；
所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化剂为铂催化剂；
所述稳定剂b为有机锡稳定剂；
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；
所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷；
所述耐水剂为硼酸；
所述抗菌剂为碳酸锂；
所述的具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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、二丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成剂，升温至194℃，在转速为200r/min下搅拌熔解3.4h，然后冷却至室温，制得改性的石墨烯3D打印二级材料；
所述特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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，制得具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料；
所述淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：
S51：配制浓度为18Be’，pH值为3.1的淀粉浆a；
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；
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；
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。
实施例3
一种所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯7.9份、废弃塑料31份、聚乳酸42份、二聚磷酸钾24份、二丙二醇甲醚醋酸酯25份、特定合成剂19份、淀粉合成剂9份；
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；
所述调节剂为ACR；
所述发生剂为气溶胶发生剂；
所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550；
所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
所述抗氧化剂为Ronotec17；
所述聚凝剂为聚合氯化铝；
所述终止剂为木焦油；
所述稳定剂a为稀土稳定剂；
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；
所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂；
所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化剂为铂催化剂；
所述稳定剂b为有机锡稳定剂；
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；
所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷；
所述耐水剂为硼酸；
所述抗菌剂为碳酸锂；
所述的具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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、二丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成剂，升温至218℃，在转速为400r/min下搅拌熔解2.4h，然后冷却至室温，制得改性的石墨烯3D打印二级材料；
所述特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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，制得具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料；
所述淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：
S51：配制浓度为25Be’，pH值为3.8的淀粉浆a；
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；
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；
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。
对实施例1-3中的具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料性能进行检测，结果如下表所示。
由上表可知，本发明的石墨烯3D打印材料具有拉伸强度、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。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯5.2-7.9份、废弃塑料27-31份、聚乳酸33-42份、二聚磷酸钾18-24份、二丙二醇甲醚醋酸酯22-25份、特定合成剂11-19份、淀粉合成剂5-9份；
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；
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b0.2-0.6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；
所述偶联剂b为钛酸酯偶联剂；
所述引发剂为偶氮二异丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化剂为铂催化剂；
所述稳定剂b为有机锡稳定剂；
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑剂b为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯；
所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；
所述增粘剂为丙基三甲氧基硅烷；
所述耐水剂为硼酸；
所述抗菌剂为碳酸锂；
所述的具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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、二丙二醇甲醚醋酸酯、特定合成剂，升温至189-215℃，在转速为200-400r/min下搅拌熔解2.5-3.6h，然后冷却至室温，制得改性的石墨烯3D打印二级材料；
所述特定合成剂的制备方法，包括以下步骤：
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；
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；
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；
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，制得具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料；
所述淀粉合成剂的制备方法，包括以下步骤：
S51：配制浓度为18-25Be’，pH值为3.1-3.8的淀粉浆a；
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；
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；
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。
2.根据权利要求1所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，其特征在于，所述所述调节剂为ACR。
3.根据权利要求1所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，其特征在于，所述发生剂为气溶胶发生剂。
4.根据权利要求1所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，其特征在于，所述偶联剂a为硅烷偶联剂KH550。
5.根据权利要求1所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
6.根据权利要求1所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，其特征在于，所述增塑剂a为邻苯二甲酸二环己酯。
7.根据权利要求1所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，其特征在于，所述抗氧化剂为Ronotec17。
8.根据权利要求1所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，其特征在于，所述聚凝剂为聚合氯化铝。
9.根据权利要求1所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，其特征在于，所述终止剂为木焦油。
10.根据权利要求1所述具有高拉伸强度的石墨烯3D打印材料，其特征在于，所述稳定剂a为稀土稳定剂。
CN201611027794.6A 2016-11-17 2016-11-17 一种具有高拉伸强度的石墨烯3d打印材料 Pending CN106589867A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611027794.6A CN106589867A (zh) 2016-11-17 2016-11-17 一种具有高拉伸强度的石墨烯3d打印材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611027794.6A CN106589867A (zh) 2016-11-17 2016-11-17 一种具有高拉伸强度的石墨烯3d打印材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106589867A true CN106589867A (zh) 2017-04-26

Family

ID=58592403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611027794.6A Pending CN106589867A (zh) 2016-11-17 2016-11-17 一种具有高拉伸强度的石墨烯3d打印材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106589867A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106947134A (zh) * 2017-05-15 2017-07-14 广西丰达三维科技有限公司 一种石墨烯改性的环保耐磨橡胶材料
CN107033422A (zh) * 2017-05-15 2017-08-11 广西丰达三维科技有限公司 一种耐磨3d打印材料及其制备方法
CN107043478A (zh) * 2017-05-15 2017-08-15 广西丰达三维科技有限公司 一种改性橡胶的应用
CN107057146A (zh) * 2017-05-15 2017-08-18 广西丰达三维科技有限公司 一种石墨烯改性的3d打印用橡胶材料的制备工艺
CN107129614A (zh) * 2017-05-15 2017-09-05 广西丰达三维科技有限公司 一种环保型橡胶材料及其应用
CN107936603A (zh) * 2017-12-13 2018-04-20 安徽理工大学 一种废旧塑料生产3d打印线材的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130103154A (ko) * 2012-03-09 2013-09-23 충남대학교산학협력단 폴리프로필렌-폴리락트산 혼합수지/그래핀/천연섬유 바이오나노복합체 및 이의 제조방법
CN104552947A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 张辉开 一种石墨烯熔融沉积3d打印方法及其应用
CN105001586A (zh) * 2015-07-14 2015-10-28 暨南大学 一种3d打印导线用导电abs/pla复合材料及其制备方法和应用
US20150315387A1 (en) * 2014-05-02 2015-11-05 Chung Yuan Christian University Polymer And Graphene Blended Electroactive Composite Coating Material And Method For Preparing The Same
CN105623215A (zh) * 2016-02-02 2016-06-01 北京化工大学 柔性电路导电组合物及基于3d打印构建柔性电路的方法
CN105885268A (zh) * 2016-05-21 2016-08-24 桂林理工大学 一种磁性石墨烯3d打印耗材的制备方法
CN106117984A (zh) * 2016-07-25 2016-11-16 广西南宁胜祺安科技开发有限公司 一种新型可降解光电材料

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130103154A (ko) * 2012-03-09 2013-09-23 충남대학교산학협력단 폴리프로필렌-폴리락트산 혼합수지/그래핀/천연섬유 바이오나노복합체 및 이의 제조방법
US20150315387A1 (en) * 2014-05-02 2015-11-05 Chung Yuan Christian University Polymer And Graphene Blended Electroactive Composite Coating Material And Method For Preparing The Same
CN104552947A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 张辉开 一种石墨烯熔融沉积3d打印方法及其应用
CN105001586A (zh) * 2015-07-14 2015-10-28 暨南大学 一种3d打印导线用导电abs/pla复合材料及其制备方法和应用
CN105623215A (zh) * 2016-02-02 2016-06-01 北京化工大学 柔性电路导电组合物及基于3d打印构建柔性电路的方法
CN105885268A (zh) * 2016-05-21 2016-08-24 桂林理工大学 一种磁性石墨烯3d打印耗材的制备方法
CN106117984A (zh) * 2016-07-25 2016-11-16 广西南宁胜祺安科技开发有限公司 一种新型可降解光电材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
温变英，等: "《高分子材料加工》", 30 June 2016, 中国轻工业出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106947134A (zh) * 2017-05-15 2017-07-14 广西丰达三维科技有限公司 一种石墨烯改性的环保耐磨橡胶材料
CN107033422A (zh) * 2017-05-15 2017-08-11 广西丰达三维科技有限公司 一种耐磨3d打印材料及其制备方法
CN107043478A (zh) * 2017-05-15 2017-08-15 广西丰达三维科技有限公司 一种改性橡胶的应用
CN107057146A (zh) * 2017-05-15 2017-08-18 广西丰达三维科技有限公司 一种石墨烯改性的3d打印用橡胶材料的制备工艺
CN107129614A (zh) * 2017-05-15 2017-09-05 广西丰达三维科技有限公司 一种环保型橡胶材料及其应用
CN107936603A (zh) * 2017-12-13 2018-04-20 安徽理工大学 一种废旧塑料生产3d打印线材的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106589867A (zh) 一种具有高拉伸强度的石墨烯3d打印材料
CN106633717A (zh) 一种具有高抗冲强度的石墨烯3d打印材料
CN106496983A (zh) 一种3d打印用的石墨烯复合材料
CN106589864A (zh) 一种石墨烯打印材料
CN106633720A (zh) 一种石墨烯3d打印材料
CN106589865A (zh) 一种具有高热变形温度的石墨烯3d打印材料
CN102070810B (zh) 高密度聚乙烯预应力混凝土用波纹管专用料及其生产方法
CN101705063B (zh) 一种铝塑板高分子粘合树脂及其制备方法
CN106633716A (zh) 一种新型石墨烯3d打印材料
WO2017107859A1 (zh) 一种新型热熔胶及其制备方法
CN106479050A (zh) 一种3d打印用木塑复合材料
CN106566217A (zh) 一种具有高熔融指数的石墨烯3d打印材料
CN101831104A (zh) 塑料焊条
CN106589998A (zh) 一种高弯曲强度的水稻秸秆3d打印材料
CN106380653A (zh) 一种高强度3d打印用木塑复合材料
CN106479049A (zh) 一种新型3d打印用木塑复合材料
CN107345078A (zh) 一种高拉伸强度材料及其应用
CN106398265A (zh) 一种高弯曲模量的油菜秸秆3d打印材料
CN106633718A (zh) 一种具有高悬梁缺口冲击强度的石墨烯3d打印材料
CN104312003A (zh) 一种高抗聚丙烯片材
CN106633719A (zh) 一种具有高弯曲强度的石墨烯3d打印材料
CN106380652A (zh) 一种高抗冲3d打印用木塑复合材料
CN106317638A (zh) 一种高性能3d打印用木塑复合材料
CN107418238A (zh) 一种含石墨烯的打印用耗材及其制备方法
CN107573711A (zh) 一种高断裂伸长率环保材料在3d打印中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170426