[發(fā)明專利]一種石墨烯改性的3D打印材料的制備工藝

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• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106832745A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮可發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西豐達(dá)三維科技有限公司
• 主分類號: C08L55/02
• 分類號: C08L55/02;C08L33/02;C08L67/04;C08L51/06;C08L1/28;C08L77/10;C08L67/02;C08K13/06;C08K9/00;C08K3/34;C08K5/21;C08K3/22;C08K5/11;C
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【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于3D打印用材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯改性的3D打印材料的制備工藝。

【背景技術(shù)】

3D打印又稱為快速成型技術(shù)，也稱為增材制造技術(shù)，是一種不需要傳統(tǒng)刀具、夾具和機床，而是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，使用金屬粉末或塑料等具有黏合性的材料逐層打印來制造任意形狀物品的技術(shù)。3D打印機可以制造的物品很多，如飛機、手槍，再如食物、人體器官、兒童玩具等。3D打印技術(shù)是最近20年來世界制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破。是機械工程、計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的集成。3D打印最難最核心的技術(shù)是打印材料的開發(fā)。因此開發(fā)更為多樣多功能的3D打印材料成為未來研究與應(yīng)用的熱點與關(guān)鍵。

2004年英國曼徹斯頓大學(xué)的Geim和Novoselov通過膠帶剝離高定向石墨獲得了獨立存在的二維石墨烯(Gra-phene，GN)晶體以來，石墨烯已經(jīng)成為材料科學(xué)領(lǐng)域極受關(guān)注的研究熱點之一。石墨烯，實際上就是單原子層的石墨，它擁有獨特的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)、熱力學(xué)、光學(xué)和電學(xué)性能。

石墨烯是目前世界上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，至吸收2.3％的光，導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m·k，高于碳納米管和金剛石。石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，具有強度高，比表面積大，高化學(xué)反應(yīng)活性，高填充性的特點。

隨著筆記本電腦行業(yè)的快速發(fā)展，筆記本電腦外殼也朝著強度高、剛性大、的方向發(fā)展。目前市場上多數(shù)的塑料外殼筆記本電腦都是采用PC/ABS工程塑料合金做原料的。這種材料既具有PC樹脂的優(yōu)良耐熱耐候性、尺寸穩(wěn)定性和耐沖擊性能，又具有ABS樹脂優(yōu)良的加工流動性。但是，存在著筆記本電腦外殼的散熱性能較差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提供一種石墨烯改性的3D打印材料的制備工藝，以解決現(xiàn)有筆記本電腦外殼的散熱性能較差的問題。本發(fā)明制得的石墨烯改性的3D打印材料的散熱性和拉伸強度明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的材料；同時，本發(fā)明的材料可應(yīng)用于3D打印筆記本電腦外殼中。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種石墨烯改性的3D打印材料的制備工藝，包括以下步驟：

S1：將ABS樹脂86-124份與丙烯酸鋅樹脂24-38份粉碎后過200-300目篩子，制得混合樹脂粉末；

S2：向步驟S1制得的混合樹脂粉末中加入表面活性劑1-1.6份，在溫度為68-72℃，轉(zhuǎn)速為150-180r/min下活化1-1.3h，制得活化混合樹脂粉末；

S3：將石墨烯1.8-4.2份粉碎，過200-300目篩子，制得粉末，所得粉末在磁場強度為7000-8200GS，超聲波功率為520-650W，溫度為52-56℃，轉(zhuǎn)速為200-300r/min下，攪拌40-50min，制得石墨烯能量粉末；

S4：在氮氣保護下，向步驟S2制得的活化混合樹脂粉末中加入步驟S3制得的石墨烯能量粉末、聚乳酸54-76份、二聚磷酸鈉46-62份、氯丙基苯乙烯12-16份、馬來酸酐接枝聚丙烯10-14份、羥甲基纖維素鈉8-12份、凱夫拉纖維4-6份、聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維3-5份、調(diào)節(jié)劑0.4-0.8份、發(fā)生劑0.3-0.5份、交聯(lián)劑0.4-0.8份、相容劑0.7-1.3份、架橋劑0.5-1份、催化劑0.3-0.5份、增塑劑0.5-0.8份、分散劑0.3-0.5份、增粘劑0.4-0.7份，在微波功率為300-350W，溫度為138-145℃，轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌3-4h，制得混合物Ⅰ；

S5：向步驟S4制得的混合物Ⅰ中加入固化劑1-2.3份、抗氧劑0.3-0.5份、穩(wěn)定劑0.2-0.4份、抗老劑1.2-1.8份、阻燃劑1.8-2.4份，在溫度為76-80℃，轉(zhuǎn)速為150-250r/min下攪拌1.6-2h，制得混合物Ⅱ；

S6：將步驟S5制得的混合物Ⅱ放入螺桿擠壓成型機中，在溫度為190-200℃，轉(zhuǎn)速為125-140r/min下，經(jīng)擠壓絲條，制得石墨烯改性的3D打印材料。

優(yōu)選地，步驟S2中所述表面活性劑為聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物。

優(yōu)選地，步驟S4中所述調(diào)節(jié)劑為ACR，所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑。

優(yōu)選地，步驟S4中所述交聯(lián)劑為交聯(lián)劑SAC-100，所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑。

優(yōu)選地，步驟S4中所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑，所述催化劑為五氧化二釩。

優(yōu)選地，步驟S4中所述增塑劑為檸檬酸酯，所述分散劑為分散劑MF，所述增粘劑為丁基三甲氧基硅烷。