[發明專利]3D打印成型石墨烯復合材料的方法

有效

• 申請號: 201811059824.0
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109251495B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 康麗納
• 申請（專利權）人: 泉州市康馨化工科技有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K9/06;C08K3/04;C08K3/22;B33Y70/10;B29C48/92
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 張璽

本發明公開了一種3D打印成型石墨烯復合材料的方法，包括如下步驟：配置硅烷偶聯劑的乙醇混合液；向硅烷偶聯劑的乙醇混合液中加入納米氧化鋁，并進行機械攪拌，得到第二混合液；向第二混合液中加入石墨烯納米片，進行超聲攪拌隨后進行球磨，得到第五混合液；提供聚乳酸粉末；將聚乳酸溶于乙醇，得到混合液A；向混合液A中加入第五混合液，得到混合液B；對混合液B進行機械攪拌，得到混合液C；對混合液C進行球磨，得到混合液D；對混合液D進行干燥，得到改性聚乳酸的混合粉末；將改性聚乳酸的混合粉末進行擠出成型，得到用于3D打印的石墨烯復合材料粒料；以及利用3D打印將用于3D打印的石墨烯復合材料粒料形成石墨烯復合材料。

技術領域

本發明是關于3D打印技術領域，特別是關于一種3D打印成型石墨烯復合材料的方法。

背景技術

近年來，3D打印以其特殊的增材制造方式，在產品原型、珠寶制作、生物工程與醫學等領域發展迅速。3D打印，與傳統的“去除型”制造方式區別在于，它主要是利用計算機構造三維結構的模型并控制材料在計算機代碼的指令下一層一層堆積形成物體來實現增材制造。目前，3D打印的成型方式多樣，如選區激光燒結、光固化成型、熔融沉積成型(FDM)等[7]，其中由于FDM成型設備簡單，易于操作而成為國內使用最為廣泛的技術。適用于FDM 3D打印的材料種類以塑料為主，如聚乳酸(PLA)、丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚碳酸酯等，其中PLA由于具有可完全生物降解的特性而受到研究人員的廣泛關注，但是PLA存在價格高的缺點。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種3D打印成型石墨烯復合材料的方法，其能夠克服現有技術的缺點。

為實現上述目的，本發明提供了一種3D打印成型石墨烯復合材料的方法，包括如下步驟：配置硅烷偶聯劑的乙醇混合液；向硅烷偶聯劑的乙醇混合液中加入納米氧化鋁，得到第一混合液，其中，在第一混合液中，硅烷偶聯劑濃度為0.1-0.3g/mL，納米氧化鋁濃度為1-2g/mL；對第一混合液進行機械攪拌，得到第二混合液；向第二混合液中加入石墨烯納米片，得到第三混合液其中，在第三混合液中，石墨烯納米片濃度為0.1-0.2g/mL；對第三混合液進行超聲攪拌，得到第四混合液；對第四混合液進行球磨，得到第五混合液；提供聚乳酸粉末；將聚乳酸溶于乙醇，得到混合液A，其中聚乳酸濃度為1-2g/mL；向混合液A中加入第五混合液，得到混合液B，其中，每100g混合液A中加入第五混合液10-15g；對混合液B進行機械攪拌，得到混合液C；對混合液C進行球磨，得到混合液D；對混合液D進行干燥，得到改性聚乳酸的混合粉末；將改性聚乳酸的混合粉末放入雙螺桿擠出機進行擠出成型，得到用于3D打印的石墨烯復合材料粒料；以及利用3D打印將用于3D打印的石墨烯復合材料粒料形成石墨烯復合材料。

在一優選的實施方式中，對第一混合液進行機械攪拌具體工藝參數為：攪拌溫度為50-70℃，攪拌時間為40-60min，攪拌速度800-1000rpm。

在一優選的實施方式中，對第三混合液進行超聲攪拌具體工藝參數為：攪拌溫度為50-70℃，攪拌時間為20-40min，超聲波頻率為20-30kHz。

在一優選的實施方式中，對第四混合液進行球磨具體工藝參數為：球磨機轉速為500-800rpm，球磨氣氛為氬氣氣氛，球磨時間為20-30h，球料比為15:1-20:1。

在一優選的實施方式中，對混合液B進行機械攪拌具體工藝參數為：攪拌溫度為40-60℃，攪拌時間為40-60min，攪拌速度1000-1200rpm。

在一優選的實施方式中，對混合液C進行球磨具體工藝參數為：球磨機轉速為1000-1200rpm，球磨氣氛為氬氣氣氛，球磨時間為20-30h，球料比為10:1-15:1。