一种基于氧化石墨烯的3D打印材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于氧化石墨烯的3D打印材料，涉及3D打印相关技术领域，包括以下成分(按质量百分比)：氧化石墨烯水溶液：37％‑60％、石油树脂：25％‑45％、抗氧剂：1％‑5％、二氧化硅：3％‑15％、活性剂：2％‑7％。本发明专利技术还公开了一种基于氧化石墨烯的3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：A：配制氧化石墨烯水溶液、B：制备混合物料、C：制得打印材料。本发明专利技术提供的3D打印材料，加工方法条件温和，易于控制，工艺简单，设备要求低，可操作性强，具有良好的社会推广应用，通过添加纳米二氧化硅，提高其结晶速率和成型加工性，降低模塑温度，使其满足3D打印技术要求，打印效果好。

A graphene oxide based 3D printing material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化石墨烯的3D打印材料及其制备方法
本专利技术涉及3D打印相关
，特别涉及一种基于氧化石墨烯的3D打印材料及其制备方法。
技术介绍
快速成型技术是当今世界飞速发展的制造技术之一，是20世纪80年代末期产生和发展起来的一种新型制造技术，是CAD、数控技术、精密机械以及材料科学与工程技术的集成，它可以快速将设计思想转化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件。这种方法能简捷、全自动地制造出历来各种加工方法难以制作的复杂立体形状，在加工
具有划时代的作用。3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型和一些产品的直接制造。3D打印技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、汽车，航空航天、牙科和医疗产业等领域都有广泛的应用。石墨烯是一种由碳原子构成的只有一层厚度的二维晶体，是目前已发现最薄、强度最高、导电导热性能最好的材料，被称为“材料之王”，也是目前研究最为热门的一种材料。目前，现有的石墨烯3D打印材料脱模不稳定，成型后的模具强韧性低，打印出的工件效果不好，加工方法条件要求高，不易控制，设备要求高，可操作性差。因此，提出一种基于氧化石墨烯的3D打印材料及其制备方法来解决上述问题很有必要。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于氧化石墨烯的3D打印材料及其制备方法，解决了现有的3D打印材料脱模不稳定，成型后的模具强韧性低，打印出的工件效果不好，加工方法条件要求高，不易控制，设备要求高，可操作性差的问题。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于氧化石墨烯的3D打印材料，包括以下成分(按质量百分比)：氧化石墨烯水溶液：37％-60％、石油树脂：25％-45％、抗氧剂：1％-5％、二氧化硅：3％-15％、活性剂：2％-7％。可选的，所述氧化石墨烯水溶液由氧化石墨烯、氨水、聚乙二醇二缩水甘油醚制成，氧化石墨烯、氨水、聚乙二醇二缩水甘油醚的质量比为10-20：79-89：1，所述氨水的质量浓度为29-34％。可选的，所述活性剂为聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一种或几种。可选的，所述二氧化硅的粒径为20-80nm，所述石油树脂的熔点为90-105℃。一种基于氧化石墨烯的3D打印材料的制备方法，包括以下步骤：A：配制氧化石墨烯水溶液：将氧化石墨烯内加入氨水，利用搅拌机构搅拌反应处理，然后加入聚乙二醇二缩水甘油醚进行混合，再次搅拌反应处理，得到氧化石墨烯水溶液；B：制备混合物料：将石油树脂、抗氧剂、二氧化硅和活性剂混合后，经熔融处理，得到混合物料；C：制得打印材料：将混合物料添加到氧化石墨烯水溶液内，搅拌后挤出造粒，得到氧化石墨烯3D打印材料。可选的，所述步骤A中氧化石墨烯水溶液的浓度为0.2-0.6mg/ml，第一次搅拌反应的温度为95-105℃、时间为30-50min，第一次搅拌反应的温度为55-65℃、时间为1-3h。可选的，所述步骤B中熔融处理的温度为200-220℃。可选的，所述搅拌机构包括搅拌桶和支撑座，所述支撑座的顶端开设有插槽，所述支撑座的底端开设有凹槽，所述凹槽的边缘处连接有支撑腿，所述支撑腿的顶端通过销轴与凹槽转动连接，所述支撑腿的底端活动连接有滑轮，所述搅拌桶的内部设有搅拌轴，所述搅拌轴的周向固定连接有搅拌杆，所述搅拌桶的顶端固定连接有搅拌电机，所述搅拌轴的顶端贯穿搅拌桶并与搅拌电机上的轴固定连接，所述搅拌桶的顶端开设有进料口，所述进料口内设有密封塞，所述搅拌桶的底端设有排料阀，所述搅拌桶的内壁固定连接有加热片。可选的，所述插槽的内壁固定连接有橡胶垫，所述搅拌桶与插槽相适配。可选的，所述凹槽的截面呈梯形，所述支撑腿的长度小于凹槽的直径。(三)有益效果本专利技术提供了一种基于氧化石墨烯的3D打印材料及其制备方法，具备以下有益效果：(1)、本专利技术提供的3D打印材料，加工方法条件温和，易于控制，工艺简单，设备要求低，可操作性强，具有良好的社会推广应用。(2)、本专利技术添加一定量的活性剂，使石墨烯能与其它组分均匀混合，得到的3D打印材料质量高，在室温下快速稳定固化成型、收缩率小、精度高，成型后的模具强韧性高、表面干爽、脱模稳定。(3)、本专利技术通过添加纳米二氧化硅，提高其结晶速率和成型加工性，降低模塑温度，使其满足3D打印技术要求，打印效果好。(4)、本专利技术通过支撑座、插槽、凹槽、支撑腿和滑轮之间的配合设置，方便了搅拌机构的搬运和移动，使用时省时省力，提高了工作效率。附图说明图1为本专利技术搅拌机构的主视示意图；图2为本专利技术支撑座结构的剖面示意图；图3为本专利技术搅拌桶结构的立体示意图；图4为本专利技术搅拌桶结构的剖面示意图。图中：1、搅拌桶；2、支撑座；3、插槽；4、橡胶垫；5、凹槽；6、支撑腿；7、销轴；8、滑轮；9、搅拌轴；10、搅拌电机；11、搅拌杆；12、加热片；13、进料口；14、密封塞；15、排料阀。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例一一种基于氧化石墨烯的3D打印材料，包括以下成分(按质量百分比)：氧化石墨烯水溶液：37％、石油树脂：45％、抗氧剂：1％、二氧化硅：15％、活性剂：2％。作为本专利技术的一种可选技术方案：所述氧化石墨烯水溶液由氧化石墨烯、氨水、聚乙二醇二缩水甘油醚制成。作为本专利技术的一种可选技术方案：所述氧化石墨烯、氨水、聚乙二醇二缩水甘油醚的质量比为10：89：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氧化石墨烯的3D打印材料，其特征在于，包括以下成分(按质量百分比)：氧化石墨烯水溶液：37％-60％、石油树脂：25％-45％、抗氧剂：1％-5％、二氧化硅：3％-15％、活性剂：2％-7％。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化石墨烯的3D打印材料，其特征在于，包括以下成分(按质量百分比)：氧化石墨烯水溶液：37％-60％、石油树脂：25％-45％、抗氧剂：1％-5％、二氧化硅：3％-15％、活性剂：2％-7％。


2.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯的3D打印材料，其特征在于：
所述氧化石墨烯水溶液由氧化石墨烯、氨水、聚乙二醇二缩水甘油醚制成，氧化石墨烯、氨水、聚乙二醇二缩水甘油醚的质量比为10-20：79-89：1，所述氨水的质量浓度为29-34％。


3.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯的3D打印材料，其特征在于：
所述活性剂为聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯的3D打印材料，其特征在于：
所述二氧化硅的粒径为20-80nm，所述石油树脂的熔点为90-105℃。


5.一种基于氧化石墨烯的3D打印材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A：配制氧化石墨烯水溶液：将氧化石墨烯内加入氨水，利用搅拌机构搅拌反应处理，然后加入聚乙二醇二缩水甘油醚进行混合，再次搅拌反应处理，得到氧化石墨烯水溶液；
B：制备混合物料：将石油树脂、抗氧剂、二氧化硅和活性剂混合后，经熔融处理，得到混合物料；
C：制得打印材料：将混合物料添加到氧化石墨烯水溶液内，搅拌后挤出造粒，得到氧化石墨烯3D打印材料。


6.根据权利要求5所述的一种基于氧化石墨烯的3D打印材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤A中氧化石墨烯水溶液的浓度为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑辉，胡丕桥，张晓军，
申请(专利权)人：浙江乾欣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33