一种超临界聚合聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形粉末及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超临界聚合聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形粉末及其制备方法，该材料先将石墨烯进行改性，然后将苯乙烯、改性石墨烯、引发剂和液态二氧化碳在超临界聚合釜中聚合，再将液态二氧化碳挥发得到超临界聚合聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形粉末。该材料中的聚苯乙烯将石墨烯完全包覆，具有球形度高、分子量和粒径可控、分子量高、分子量分布窄、聚苯乙烯和石墨烯结合力强的特点，解决了石墨烯裸露造成的铺粉和烧结问题，特别适用于SLS 3D打印，同时制备方法简单、环保、成本低廉、适合规模化生产。

Supercritical Polymerization polystyrene / graphene 3D printing spherical powder and preparation method thereof

The invention relates to a supercritical polystyrene / graphene 3D printing spherical powder and its preparation method. The material first modified graphene, then polymerized styrene, modified graphene, initiator and liquid carbon dioxide in a supercritical polymerization kettle, and then volatilized liquid two carbon dioxide to get supercritical polystyrene. Ethylene / graphene 3D printing spherical powder. The polystyrene in this material is completely coated with graphene. It has the characteristics of high sphericity, molecular weight and particle size controllable, high molecular weight, narrow molecular weight distribution and strong binding force of polystyrene and graphene. It solves the problem of powder laying and sintering caused by the bare graphite, especially for SLS 3D printing, and the preparation method is simple. Environmental protection, low cost, suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种超临界聚合聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形粉末及其制备方法
本专利技术涉及3D打印材料及其制备方法，具体涉及一种超临界聚合聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形粉末及其制备方法。
技术介绍
3D打印技术是第三次工业革命最主要的技术之一，其中选择性激光烧结(SLS)打印高分子材料具有无需支撑、应用面广、易工业化应用等优势，从而在各类3D打印技术中占据重要地位。但是，SLS3D打印技术对打印粉末在球形度、粒径、分子量、流动性方面有着严格的要求。球形度高、粒径合适的打印粉末流动性好，利于铺粉；打印粉末粒径过小流动性差，打印粉末粒径过大激光难以熔透烧结；打印粉末的分子量及其分布有利于打印稳定性。因此，需要对打印粉末的粒径、球形度、分子量进行严格控制。在各类打印材料中，聚苯乙烯价格低廉、收缩率较小、加工温度低、易于合成，很适合作为打印材料使用，但导电和导热性能差，难以在相关领域得到应用，而石墨烯可以很好的赋予聚苯乙烯导电和导热性能。石墨烯是一种由碳原子构成的纳米单层片状结构的材料，具有质量轻、强度高、导电性好的特点，石墨烯与3D打印的结合拓宽并加速了其在海水淡化、污水处理、电池、超级电容器、传感器等方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超临界聚合聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形粉末，包括以下制备步骤：1)石墨烯改性：将石墨烯分散到溶剂中，然后加入改性剂，在60～100℃下持续搅拌反应2～6h，反应结束后固液分离，最后在80～120℃干燥后得到改性石墨烯，其中石墨烯、改性剂、溶剂质量份数之比为100:10～40:300～1000；2)超临界聚合：将苯乙烯、改性石墨烯、引发剂和液态二氧化碳加入超临界聚合釜中，持续搅拌，60～100℃条件下反应4～12h，得到聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形材料，其中苯乙烯、改性石墨烯、引发剂和水的质量份数之比为100:1～100:0.5～1.5:180～300；3)干燥：将反应结束后的反应体系释放为...

【技术特征摘要】
1.一种超临界聚合聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形粉末，包括以下制备步骤：1)石墨烯改性：将石墨烯分散到溶剂中，然后加入改性剂，在60～100℃下持续搅拌反应2～6h，反应结束后固液分离，最后在80～120℃干燥后得到改性石墨烯，其中石墨烯、改性剂、溶剂质量份数之比为100:10～40:300～1000；2)超临界聚合：将苯乙烯、改性石墨烯、引发剂和液态二氧化碳加入超临界聚合釜中，持续搅拌，60～100℃条件下反应4～12h，得到聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形材料，其中苯乙烯、改性石墨烯、引发剂和水的质量份数之比为100:1～100:0.5～1.5:180～300；3)干燥：将反应结束后的反应体系释放为常温常压，液态二氧化碳挥发后得到聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形粉末。2.权利要求1所述超临界聚合聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形粉末，其特征在于，所述溶剂为丙酮、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、苯、甲苯、环己烷中的至少一种。3.权利要求1所述超临界聚合聚苯乙烯/石墨烯3D打印球形粉末，其特征在于，所述改性剂为硅烷偶联剂、异氰酸酯类、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、阳离子改性剂、阴离子改性剂、丙烯酰氯类、叠氮化合物类、酸、碱、氯化亚砜中的至少一种；其中，硅烷偶联剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈和奎，
申请(专利权)人：吴丹，
类型：发明
国别省市：重庆,50