[發(fā)明專利]基于石墨烯的3D打印非光固化模型蠟及其合成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810430210.2
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN108676370A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅利鳳;趙玉蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞恒天新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L91/06
• 分類號(hào): C08L91/06;C08L93/04;C08L57/02;C08L23/08;C08K3/04;B33Y70/00;C09K5/14
• 代理公司: 深圳市神州聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44324
• 代理人: 周松強(qiáng)

本發(fā)明公開一種基于石墨烯的3D打印非光固化模型蠟及其合成方法，該模型蠟以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算，包括以下成分：20％?30％的70#微晶蠟，20％?30％的64#石蠟，30％?40％的58#石蠟，3％?10％的改性松香樹脂，3％?10％的C5石油樹脂，2％?5％的EVA，1％?2％的表面活性劑以及0.5％?2％的石墨烯。本發(fā)明制備的一種用于3D打印的非光固化模型蠟經(jīng)3D打印機(jī)打印后直接作為熔模精密鑄造領(lǐng)域中的鑄模，而且具有精度高、力學(xué)性能優(yōu)良和表面性能好、穩(wěn)定性高、非光固化成型等優(yōu)點(diǎn)，工藝簡單可控，可以批量制造鑄模，大大簡化了蠟?zāi)５闹谱鞒绦颍芎芎玫貪M足實(shí)際生產(chǎn)的需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于石墨烯的3D打印非光固化模型蠟。

背景技術(shù)

快速成型技術(shù)是當(dāng)今世界飛速發(fā)展的制造技術(shù)之一，是20世紀(jì)80年代末期產(chǎn)生和發(fā)展起來的一種新型制造技術(shù)，是CAD、數(shù)控技術(shù)、精密機(jī)械以及材料科學(xué)與工程技術(shù)的集成，它可以快速將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)化為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型或直接制造零部件。這種方法能簡捷、全自動(dòng)地制造出歷來各種加工方法難以制作的復(fù)雜立體形狀，在加工技術(shù)領(lǐng)域具有劃時(shí)代的作用。

3D打印是快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。 3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型和一些產(chǎn)品的直接制造。3D打印技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

熔模精密鑄造是一種現(xiàn)代的金屬鑄造方法。它是將模型制成鑄模，外敷造型材料，成為整體鑄型后加熱鑄模將蠟化去，形成空腔鑄模，澆入液態(tài)金屬，冷卻后得到成型鑄件。在常規(guī)方法中，使用鑄蠟材料制作的鑄模精度不高，強(qiáng)度差，而且鑄模制作程序比較復(fù)雜，不能滿足現(xiàn)代模具行業(yè)越來越高的要求。因此，使用3D技術(shù)進(jìn)行蠟?zāi)４蛴〕蔀橐环N新的選擇。然而，目前， 3D打印用蠟材存在拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度小、熱變形溫度和熔融指數(shù)低的問題。此外，當(dāng)前3D打印蠟主要使用光固化技術(shù)，對蠟材的儲(chǔ)存與使用有嚴(yán)格的避光要求，以防止蠟材變質(zhì)。如果采用能快速空氣固化的模型蠟則可解決該問題。因此，開發(fā)高強(qiáng)度、導(dǎo)熱性好、高韌性、高脫模能力，同時(shí)又具有良好光熱穩(wěn)定性的非光固化3D打印模型蠟具有重要意義。

石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的只有一層厚度的二維晶體，是目前已發(fā)現(xiàn)最薄、強(qiáng)度最高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最好的材料，被稱為“材料之王”，也是目前研究最為熱門的一種材料。

乙烯-醋酸乙烯共聚物，英文簡稱:EVA，分子式:(C2H4)x.(C4H6O2)y，化學(xué)性質(zhì):通用高分子聚合物。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種性能優(yōu)良、穩(wěn)定性強(qiáng)的基于石墨烯的3D打印非光固化模型蠟及其合成方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種基于石墨烯的3D打印非光固化模型蠟，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算，包括以下成分：

其中，所述70#微晶蠟的熔點(diǎn)為70±5℃；所述64#石蠟的軟化點(diǎn)為64± 5℃；所述58#石蠟的熔點(diǎn)為58±5℃。

其中，所述改性松香樹脂的熔點(diǎn)為75±5℃，所述C5石油樹脂的熔點(diǎn)為100±5℃。

其中，所述EVA的熔點(diǎn)為84±5℃。

其中，所述石墨烯的比表面積為500-1000m²/g，導(dǎo)熱率為 4000-5000W.m^-1.K^-1。

其中，所述表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺等中的一種或幾種。

本發(fā)明一種基于石墨烯的3D打印非光固化模型蠟的合成方法，包括以下步驟：