[發明專利]一種高機械強度的導電3D打印石墨烯復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110789033.9
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113683858A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 張智亮;呂冰倩;劉威;陸佳琪;沈書緣;計建炳
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C08L55/02
• 分類號: C08L55/02;C08L67/04;C08L29/04;C08L75/04;C08K3/04;C01B32/19;B33Y70/10
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;朱思蘭

1.一種高機械強度的導電3D打印石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將高分子聚合物溶解在有機溶劑中，然后向其中加入石墨粉，得到原料分散液；

(2)利用氣體驅動液相剝離法，對步驟(1)所得原料分散液中的石墨進行剝離，得到含有高分子聚合物、石墨烯和石墨粉的分散液；

(3)將步驟(2)所得分散液放入離心機中離心去除未剝離的石墨粉，得到高分子聚合物/石墨烯分散液；

(4)在步驟(3)所得高分子聚合物/石墨烯分散液中加入絮凝劑，之后經過濾、洗滌、干燥，得到高分子聚合物/石墨烯復合顆粒；

(5)將步驟(4)所得復合顆粒研磨、擠出，得到3D打印用石墨烯復合材料線條。

2.如權利要求1所述高機械強度的導電3D打印石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述高分子聚合物為ABS、PLA、PVA、TPU中的一種或多種的混合物。

3.如權利要求1所述高機械強度的導電3D打印石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述有機溶劑為NMP、乙酸乙酯、苯、甲苯、丙酮、DMF中的一種或多種的混合溶劑。

4.如權利要求1所述高機械強度的導電3D打印石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述原料分散液中，石墨粉和高分子聚合物的質量比為0.1～0.8：1，高分子聚合物的濃度為20～100g/L。

5.如權利要求1所述高機械強度的導電3D打印石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述氣體驅動液相剝離法的操作過程為：將原料分散液置于帶有攪拌裝置的儲罐中，開啟原料分散液輸送泵并調節液相流量，同時開啟空氣壓縮機并調節氣體流量，氣、液通過三通匯合后，液相在高速壓縮氣體的驅動下，從剝離管中噴射而出，然后通過氣液分離裝置將氣體分離，收集液相進行下一循環；

所述氣體驅動液相剝離過程中，氣體流量200～8000L/h，液相流量0.5～2000L/h，循環次數2～200次；

所述剝離管的尺寸為：長度2～100cm、內徑0.5～10mm。

6.如權利要求1所述高機械強度的導電3D打印石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述離心機的工作參數為：轉速500～2000rpm，離心時間60～120min。

7.如權利要求1所述高機械強度的導電3D打印石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述絮凝劑為去離子水、甲醇、乙醇中的一種或多種的混合物。

8.如權利要求1所述高機械強度的導電3D打印石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述高分子聚合物/石墨烯分散液與絮凝劑的體積比為1：1～5。

9.如權利要求1所述高機械強度的導電3D打印石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述擠出的溫度為140～220℃，速度為100～400m/min。