一种石墨烯改性的塑胶打印耗材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯改性的塑胶打印耗材及其制备方法，所述石墨烯改性的塑胶打印耗材包括以下原料：石墨烯、废弃塑料、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、聚乳酸、三聚磷酸钠、2‑羟基‑4‑辛氧基二苯丁酮、丁烯基双硬脂酰胺、乙二醇单硬脂酸酯、磷酸三丁氧基乙酯、三(2，4‑二叔丁基苯基)亚磷酸酯、表面活性剂、调节剂、发生剂、交联剂、相容剂、架桥剂、催化剂、增塑剂、分散剂、增粘剂、固化剂、抗氧剂、稳定剂、抗老剂、阻燃剂、抑烟剂，所述石墨烯改性的塑胶打印耗材是经过清洗、烘干、粉碎、活化、混合、挤压等步骤制成的。本发明专利技术制得的石墨烯改性的塑胶打印耗材的耐磨性和拉伸强度明显优于现有技术的塑胶材料。

Graphene modified plastic printing consumables and preparation method thereof

The invention discloses a graphene modified plastic printing supplies and a preparation method thereof, wherein the graphene modified plastic printing supplies the following raw materials: graphene, waste plastics, maleic anhydride grafted three EPDM, polylactic acid, sodium tripolyphosphate, 2 hydroxy 4 octyloxy two butyrophenone, butylidene double stearic amide, ethylene glycol monostearate, three phosphoric acid 2-butoxyethyl ester (2, three, 4 Di tert butyl phenyl) phosphite, surfactant, regulator, generating agent, crosslinking agent, compatibilizer, crosslinking agent, catalyst, plasticizer, dispersing agent, tackifier, curing agent, stabilizer, antioxidant, anti-aging agent, flame retardant and smoke suppressant, the modified graphene is made of plastic printing supplies after cleaning, drying, crushing, mixing, extrusion, activation and so on. The abrasion resistance and the tensile strength of the graphene modified plastic printing consumables made by the invention are obviously superior to the plastic materials of the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯改性的塑胶打印耗材及其制备方法
本专利技术属于3D打印用材料制备
，具体涉及一种石墨烯改性的塑胶打印耗材及其制备方法。
技术介绍
3D打印又称为快速成型技术，也称为增材制造技术，是一种不需要传统刀具、夹具和机床，而是以数字模型文件为基础，使用金属粉末或塑料等具有黏合性的材料逐层打印来制造任意形状物品的技术。3D打印机可以制造的物品很多，如飞机、手枪，再如食物、人体器官、儿童玩具等。3D打印技术是最近20年来世界制造
的一次重大突破。是机械工程、计算机技术、数控技术、材料科学等多学科技术的集成。3D打印最难最核心的技术是打印材料的开发。因此开发更为多样多功能的3D打印材料成为未来研究与应用的热点与关键。2004年英国曼彻斯顿大学的Geim和Novoselov通过胶带剥离高定向石墨获得了独立存在的二维石墨烯(Gra-phene，GN)晶体以来，石墨烯已经成为材料科学领域极受关注的研究热点之一。石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，它拥有独特的二维结构和优异的力学、热力学、光学和电学性能。石墨烯是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，至吸收2.3％的光，导热系数高达5300W/m·k，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点。白色污染是全球城市都有的环境污染，在各种公共场所到处都能看见大量废弃的塑料制品，他们从自然界而来，由人类制造，最终归结于大自然时却不易被自然所消纳，从而影响了大自然的生态环境。从节约资源的角度出发，由于塑料制品主要来源是面临枯竭的石油资源，应尽可能回收，但由于现阶段再回收的生产成本远高于直接生产成本，在现行市场经济条件下难以做到。因此，如何处理废弃塑料，成为了一种难题。
技术实现思路
本专利技术提供一种石墨烯改性的塑胶打印耗材及其制备方法，以解决废弃塑料处理的问题。本专利技术制得的石墨烯改性的塑胶打印耗材的耐磨性和拉伸强度明显优于现有技术的塑胶材料，同时本专利技术的塑胶材料可应用于3D打印鞋制品中。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种石墨烯改性的塑胶打印耗材，以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯2.1-4.4份、废弃塑料60-115份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶34-80份、聚乳酸35-56份、三聚磷酸钠22-30份、2-羟基-4-辛氧基二苯丁酮18-25份、丁烯基双硬脂酰胺20-32份、乙二醇单硬脂酸酯10-15份、磷酸三丁氧基乙酯15-20份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯12-18份、表面活性剂1.2-1.8份、调节剂0.6-1份、发生剂0.4-0.6份、交联剂0.4-0.8份、相容剂0.6-1.2份、架桥剂0.6-1.2份、催化剂0.3-0.6份、增塑剂0.4-0.8份、分散剂0.3-0.5份、增粘剂0.3-0.6份、固化剂1.2-2.5份、抗氧剂0.3-0.5份、稳定剂0.2-0.4份、抗老剂1-1.6份、阻燃剂1.5-2份、抑烟剂2-4份。优选地，所述表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物。优选地，所述调节剂为ACR，所述发生剂为气溶胶发生剂，所述交联剂为交联剂SAC-100。优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂，所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂。优选地，所述催化剂为五氧化二钒，所述增塑剂为柠檬酸酯。优选地，所述分散剂为分散剂MF，所述增粘剂为丁基三甲氧基硅烷。优选地，所述固化剂为环氧类树脂固化剂，所述抗氧剂为抗氧剂1098。优选地，所述稳定剂为改性膨润土热稳定剂，所述抗老剂为巴斯夫UV-234抗老剂。优选地，所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：乙二醇乙醚醋酸酯60-68份、辛酸癸酸甘油三酯25-28份、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵22-24份、聚氧化丙烯三醇18-22份、尿素14-16份、氧化铝10-12份、三氧化二锑9-11份、氧化铅7-10份、膨润土8-12份、渗透剂1-2份；所述抑烟剂以重量份为单位，包括以下原料：三丁基氧化锡32-42份、氢氧化铅16-21份、硅藻土12-20份、氢氧化铝8-10份、八钼酸铵4-6份、硬脂酸1.5-2份。本专利技术还提供一种石墨烯改性的塑胶打印耗材的制备方法，包括以下步骤：S1：将废弃塑料清洗后烘干至含水量≤0.8％，接着将烘干塑料和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶混合粉碎后过200-300目筛子，制得塑胶粉末；S2：向步骤S1制得的塑料粉末中加入表面活性剂，在温度为70-74℃，转速为150-180r/min下活化1.2-1.8h，制得活化塑料粉末；S3：将石墨烯粉碎，过200-300目筛子，制得粉末，所得粉末在磁场强度为7000-8200GS，超声波功率为520-650W，温度为52-56℃，转速为200-300r/min下，搅拌42-55min，制得石墨烯能量粉末；S4：在氮气保护下，向步骤S2制得的活化塑胶粉末中加入步骤S3制得的石墨烯能量粉末、聚乳酸、三聚磷酸钠、2-羟基-4-辛氧基二苯丁酮、丁烯基双硬脂酰胺、乙二醇单硬脂酸酯、磷酸三丁氧基乙酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、调节剂、发生剂、交联剂、相容剂、架桥剂、催化剂、增塑剂、分散剂、增粘剂，在微波功率为300-350W，温度为138-145℃，转速为200-400r/min下搅拌3-4h，制得混合物Ⅰ；S5：向步骤S4制得的混合物Ⅰ中加入固化剂、抗氧剂、稳定剂、抗老剂、阻燃剂、抑烟剂，在温度为76-80℃，转速为150-250r/min下搅拌1.6-2h，制得混合物Ⅱ；S6：将步骤S5制得的混合物Ⅱ放入螺杆挤压成型机中，在温度为190-200℃，转速为125-140r/min下，经挤压丝条，制得石墨烯改性的塑胶打印耗材。本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术使用常用的废弃塑料，来源广，价格低，拓宽了3D打印材料原料的选择范围，同时为废弃塑料的有效处理提供了新的途径；(2)本专利技术制得的石墨烯改性的塑胶打印耗材的耐磨性和拉伸强度明显优于现有技术的塑胶材料，在塑胶中加入石墨烯可提高塑胶的强度，石墨烯润滑效果好，可提高塑胶的耐摩擦性；(3)本专利技术的塑胶材料可应用于3D打印鞋制品中，而现有技术的塑胶材料不能应用于3D打印鞋制品中。【具体实施方式】为便于更好地理解本专利技术，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本专利技术的保护范围，但不限制本专利技术的保护范围。在实施例中，所述石墨烯改性的塑胶打印耗材，以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯2.1-4.4份、废弃塑料60-115份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶34-80份、聚乳酸35-56份、三聚磷酸钠22-30份、2-羟基-4-辛氧基二苯丁酮18-25份、丁烯基双硬脂酰胺20-32份、乙二醇单硬脂酸酯10-15份、磷酸三丁氧基乙酯15-20份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯12-18份、表面活性剂1.2-1.8份、调节剂0.6-1份、发生剂0.4-0.6份、交联剂0.4-0.8份、相容剂0.6-1.2份、架桥剂0.6-1.2份、催化剂0.3-0.6份、增塑剂0.4-0.8份、分散剂0.3-0.5份、增粘剂0.3-0.6份、固化剂1.2-2.5份、抗氧剂0.3-0.5份、稳定剂0.2-0.4份、抗老剂1-1.6份、阻燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯改性的塑胶打印耗材，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯2.1‑4.4份、废弃塑料60‑115份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶34‑80份、聚乳酸35‑56份、三聚磷酸钠22‑30份、2‑羟基‑4‑辛氧基二苯丁酮18‑25份、丁烯基双硬脂酰胺20‑32份、乙二醇单硬脂酸酯10‑15份、磷酸三丁氧基乙酯15‑20份、三(2，4‑二叔丁基苯基)亚磷酸酯12‑18份、表面活性剂1.2‑1.8份、调节剂0.6‑1份、发生剂0.4‑0.6份、交联剂0.4‑0.8份、相容剂0.6‑1.2份、架桥剂0.6‑1.2份、催化剂0.3‑0.6份、增塑剂0.4‑0.8份、分散剂0.3‑0.5份、增粘剂0.3‑0.6份、固化剂1.2‑2.5份、抗氧剂0.3‑0.5份、稳定剂0.2‑0.4份、抗老剂1‑1.6份、阻燃剂1.5‑2份、抑烟剂2‑4份。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性的塑胶打印耗材，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：石墨烯2.1-4.4份、废弃塑料60-115份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶34-80份、聚乳酸35-56份、三聚磷酸钠22-30份、2-羟基-4-辛氧基二苯丁酮18-25份、丁烯基双硬脂酰胺20-32份、乙二醇单硬脂酸酯10-15份、磷酸三丁氧基乙酯15-20份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯12-18份、表面活性剂1.2-1.8份、调节剂0.6-1份、发生剂0.4-0.6份、交联剂0.4-0.8份、相容剂0.6-1.2份、架桥剂0.6-1.2份、催化剂0.3-0.6份、增塑剂0.4-0.8份、分散剂0.3-0.5份、增粘剂0.3-0.6份、固化剂1.2-2.5份、抗氧剂0.3-0.5份、稳定剂0.2-0.4份、抗老剂1-1.6份、阻燃剂1.5-2份、抑烟剂2-4份。2.根据权利要求1所述的石墨烯改性的塑胶打印耗材，其特征在于，所述表面活性剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物。3.根据权利要求1所述的石墨烯改性的塑胶打印耗材，其特征在于，所述调节剂为ACR，所述发生剂为气溶胶发生剂，所述交联剂为交联剂SAC-100。4.根据权利要求1所述的石墨烯改性的塑胶打印耗材，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂，所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂。5.根据权利要求1所述的石墨烯改性的塑胶打印耗材，其特征在于，所述催化剂为五氧化二钒，所述增塑剂为柠檬酸酯。6.根据权利要求1所述的石墨烯改性的塑胶打印耗材，其特征在于，所述分散剂为分散剂MF，所述增粘剂为丁基三甲氧基硅烷。7.根据权利要求1所述的石墨烯改性的塑胶打印耗材，其特征在于，所述固化剂为环氧类树脂固化剂，所述抗氧剂为抗氧剂1098。8.根据权利要求1所述的石墨烯改性的塑胶打印耗材，其特征在于，所述稳定剂为改性膨润土热稳定剂，所述抗老剂为巴斯夫UV-234抗老剂。9.根据权利要求1所述的石墨烯改性的塑胶打印耗材，其特征在于，所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：乙二醇乙醚醋酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯可发，
申请(专利权)人：广西丰达三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45