一種具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料的製作方法

2023-05-08 15:25:01 2

本發明屬於3D列印用材料製備技術領域，具體涉及一種具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料。

背景技術：

3D列印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層列印的方式來構造物體的技術。3D列印通常是採用數位技術材料印表機來實現的，常在模具製造、工業設計等領域被用於製造模型，後逐漸用於一些產品的直接製造，已經有使用這種技術列印而成的零部件，該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建築、工程和施工(AEC)、汽車、航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍枝以及其他領域都有所應用。雖然3D列印技術有著上述的技術優勢，但是從其它方面來說，又存在一定的劣勢，重點體現在材料方面，可以說是一個非常大的短板，材料功能性跟不上產業發展，大型鍛件無法成行，力學性能差等諸多因素，直接制約著整體發展。隨著3D列印市場需求量的增大、3D列印材料功能性跟不上產業發展，如何突破提高3D列印材料功能性、降低3D列印成本，提高3D列印材料的力學性能，解決資源再循環利用等情況已經迫在眉睫。

石墨烯(Graphene)是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯既是最薄的材料，也是最強韌的材料，斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20％。它是目前自然界最薄、強度最高的材料，如果用一塊面積1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一隻一千克的貓。

作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為"黑金"，是"新材料之王"，科學家甚至預言石墨烯將"徹底改變21世紀"。極有可能掀起一場席捲全球的顛覆性新技術新產業革命。

目前塑料3d列印用材料存在著拉伸強度、彎曲強度和缺口衝擊強度小，熱變形溫度和熔融指數低等問題，因此，研發一種具有高強度，熱傳導性好，同時有具有高韌性和熔融指數的石墨烯3D列印材料具有重要的意義。

技術實現要素：

本發明提供一種具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料，以解決現有塑料3d列印用材料存在著拉伸強度、彎曲強度和缺口衝擊強度小，熱變形溫度和熔融指數低等問題。本發明製成的石墨烯3D列印材料具有拉伸強度、彎曲強度和缺口衝擊強度大，熱變形溫度和熔融指數高等特點，通過3D列印技術列印出來的產品高質量、高抗衝、高強度，具有廣闊的市場前景。

為解決以上技術問題，本發明採用以下技術方案：

一種具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料，以重量份為單位，包括以下原料：石墨烯5.5-7.7份、廢棄塑料24.6-31份、聚乳酸34.2-40份、六聚磷酸鉀11.6-23份、環氧丙烯酸酯18.3-24份、特定合成劑9.2-18份、澱粉合成劑5.2-9份；

所述特定合成劑以重量份為單位，包括以下原料：調節劑15-22份、發生劑12-18份、偶聯劑a 10-15份、相容劑12-16份、增塑劑a 9-12份、抗氧化劑6-10份、聚凝劑5-9份、終止劑3-5份、穩定劑a 2-4份；

所述澱粉合成劑以重量份為單位，包括以下原料：澱粉80-130份、戊二酸二甲酯10-16份、N，N-二甲基乙醯胺8-13份、環氧氯丁烷2-5份、尿素1.5-3.5份、糊化劑1-2份、偶聯劑b 0.2-0.6份、引發劑0.1-0.2份、催化劑0.1-0.2份、穩定劑b 0.1-0.3份、消泡劑0.3-0.8份、增塑劑b 0.4-0.9份、增韌劑0.3-0.7份、增粘劑0.3-0.6份、耐水劑0.2-0.4份、抗菌劑0.1-0.2份；

所述偶聯劑b為鈦酸酯偶聯劑；

所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；

所述催化劑為鉑催化劑；

所述穩定劑b為有機錫穩定劑；

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；

所述增塑劑b為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠；

所述增粘劑為丙基三甲氧基矽烷；

所述耐水劑為硼酸；

所述抗菌劑為碳酸鋰；

所述的具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料的製備方法，包括以下步驟：

S1：市場上購置二維石墨烯原料，經過特殊處理製得初級石墨烯粉末；

S2：使用硬塑料破碎機對廢棄塑料進行初步粉碎，隨後利用間歇式攪拌塑料清洗機將破碎過的廢棄塑料進行徹底清洗，去除表面的汙物，自然風乾精選後，製得精選塑料；

S3：將步驟S2製得的精選塑料置於氮氣或乾冰的低溫粉碎機中，在溫度為-90--110℃下將塑料粉碎2-3h，過篩後得到400-600目的塑料細粒；

S4：向步驟S1製得的初級石墨烯粉末、步驟S3製得的塑料細粒中加入聚乳酸、六聚磷酸鉀、環氧丙烯酸酯、特定合成劑，升溫至194-220℃，在轉速為200-400r/min下攪拌熔解2.2-3.4h，然後冷卻至室溫，製得改性的石墨烯3D列印二級材料；

所述特定合成劑的製備方法，包括以下步驟：

S41：將發生劑、偶聯劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至117-128℃，在轉速為100-200r/min下反應68-82min，製得物料A；

S42：向步驟S41製得的物料A中加入調節劑、聚凝劑混合後升溫至143-156℃，在轉速為300-400r/min下反應145-232min，製得物料B；

S43：向步驟S42製得的物料B中加入增塑劑a、終止劑、穩定劑a混合後降溫至108-125℃，在轉速為200-300r/min下反應62-135min，製得特定合成劑；

S5：將步驟S4製得的改性的石墨烯3D列印二級材料在溫度為-90--110℃下粉碎，加入澱粉合成劑混合均勻，將混合均勻混合物放入螺杆擠壓成型機中，在溫度為180-200℃，轉速為110-130r/min下，經擠壓絲條，製得具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料；

所述澱粉合成劑的製備方法，包括以下步驟：

S51：配製濃度為18-25Be』，pH值為3.1-3.8的澱粉漿a；

S52：向步驟S51製得的澱粉漿a中加入濃度為4％-8％的戊二酸二甲酯、N，N-二甲基乙醯胺、偶聯劑b、催化劑，然後在溫度為42-58℃，攪拌轉速為70-100r/min下進行交聯接枝反應2.5-3.5h，製得漿料b；

S53：向步驟S52製得的漿料b中加入糊化劑，調節pH值為9.1-9.8，接著加入環氧氯丁烷、尿素、引發劑、增塑劑b、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑，然後在溫度為55-61℃，攪拌轉速為80-120r/min下進行交聯反應1.2-1.8h，製得漿料c；

S54：將步驟S53製得的漿料c中加入穩定劑b，調節pH值為8.3-8.5，升溫至73-77℃，糊化50-55min，糊化結束後降至30-33℃，加入消泡劑，在轉速為90-130r/min下攪拌8-12min，製得澱粉合成劑。

進一步地，所述所述調節劑為ACR。

進一步地，所述發生劑為氣溶膠發生劑。

進一步地，所述偶聯劑a為矽烷偶聯劑KH550。

進一步地，所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑。

進一步地，所述增塑劑a為鄰苯二甲酸二環己酯。

進一步地，所述抗氧化劑為Ronotec17。

進一步地，所述聚凝劑為聚合氯化鋁。

進一步地，所述終止劑為木焦油。

進一步地，所述穩定劑a為稀土穩定劑。

本發明具有以下有益效果：

(1)本發明使用廢棄塑料，來源廣，價格低，拓寬了3D列印材料原料的選擇範圍；

(2)本發明製成的石墨烯3D列印材料具有拉伸強度、彎曲強度和缺口衝擊強度大，熱變形溫度和熔融指數高等特點，通過3D列印技術列印出來的產品高質量、高抗衝、高強度，具有廣闊的市場前景；

(3)本發明製成的具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料成本低，易於工業化生產。

【具體實施方式】

為便於更好地理解本發明，通過以下實施例加以說明，這些實施例屬於本發明的保護範圍，但不限制本發明的保護範圍。

在實施例中，所述具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料，以重量份為單位，包括以下原料：石墨烯5.5-7.7份、廢棄塑料24.6-31份、聚乳酸34.2-40份、六聚磷酸鉀11.6-23份、環氧丙烯酸酯18.3-24份、特定合成劑9.2-18份、澱粉合成劑5.2-9份；

所述特定合成劑以重量份為單位，包括以下原料：調節劑15-22份、發生劑12-18份、偶聯劑a 10-15份、相容劑12-16份、增塑劑9-12份、抗氧化劑6-10份、聚凝劑5-9份、終止劑3-5份、穩定劑a 2-4份；

所述調節劑為ACR；

所述發生劑為氣溶膠發生劑；

所述偶聯劑a為矽烷偶聯劑KH550；

所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；

所述抗氧化劑為Ronotec17；

所述聚凝劑為聚合氯化鋁；

所述終止劑為木焦油；

所述穩定劑a為稀土穩定劑；

所述澱粉合成劑以重量份為單位，包括以下原料：澱粉80-130份、戊二酸二甲酯10-16份、N，N-二甲基乙醯胺8-13份、環氧氯丁烷2-5份、尿素1.5-3.5份、糊化劑1-2份、偶聯劑b 0.2-0.6份、引發劑0.1-0.2份、催化劑0.1-0.2份、穩定劑b 0.1-0.3份、消泡劑0.3-0.8份、增塑劑0.4-0.9份、增韌劑0.3-0.7份、增粘劑0.3-0.6份、耐水劑0.2-0.4份、抗菌劑0.1-0.2份；

所述偶聯劑b為鈦酸酯偶聯劑；

所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；

所述催化劑為鉑催化劑；

所述穩定劑b為有機錫穩定劑；

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠；

所述增粘劑為丙基三甲氧基矽烷；

所述耐水劑為硼酸；

所述抗菌劑為碳酸鋰；

所述的具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料的製備方法，包括以下步驟：

S1：市場上購置二維石墨烯原料，經過特殊處理製得初級石墨烯粉末；

S2：使用硬塑料破碎機對廢棄塑料進行初步粉碎，隨後利用間歇式攪拌塑料清洗機將破碎過的廢棄塑料進行徹底清洗，去除表面的汙物，自然風乾精選後，製得精選塑料；

S3：將步驟S2製得的精選塑料置於氮氣或乾冰的低溫粉碎機中，在溫度為-90--110℃下將塑料粉碎2-3h，過篩後得到400-600目的塑料細粒；

S4：向步驟S1製得的初級石墨烯粉末、步驟S3製得的塑料細粒中加入聚乳酸、六聚磷酸鉀、環氧丙烯酸酯、特定合成劑，升溫至194-220℃，在轉速為200-400r/min下攪拌熔解2.2-3.4h，然後冷卻至室溫，製得改性的石墨烯3D列印二級材料；

所述特定合成劑的製備方法，包括以下步驟：

S41：將發生劑、偶聯劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至117-128℃，在轉速為100-200r/min下反應68-82min，製得物料A；

S42：向步驟S41製得的物料A中加入調節劑、聚凝劑混合後升溫至143-156℃，在轉速為300-400r/min下反應145-232min，製得物料B；

S43：向步驟S42製得的物料B中加入增塑劑、終止劑、穩定劑a混合後降溫至108-125℃，在轉速為200-300r/min下反應62-135min，製得特定合成劑；

S5：將步驟S4製得的改性的石墨烯3D列印二級材料在溫度為-90--110℃下粉碎，加入澱粉合成劑混合均勻，將混合均勻混合物放入螺杆擠壓成型機中，在溫度為180-200℃，轉速為110-130r/min下，經擠壓絲條，製得具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料；

所述澱粉合成劑的製備方法，包括以下步驟：

S51：配製濃度為18-25Be』，pH值為3.1-3.8的澱粉漿a；

S52：向步驟S51製得的澱粉漿a中加入濃度為4％-8％的戊二酸二甲酯、N，N-二甲基乙醯胺、偶聯劑b、催化劑，然後在溫度為42-58℃，攪拌轉速為70-100r/min下進行交聯接枝反應2.5-3.5h，製得漿料b；

S53：向步驟S52製得的漿料b中加入糊化劑，調節pH值為9.1-9.8，接著加入環氧氯丁烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑，然後在溫度為55-61℃，攪拌轉速為80-120r/min下進行交聯反應1.2-1.8h，製得漿料c；

S54：將步驟S53製得的漿料c中加入穩定劑b，調節pH值為8.3-8.5，升溫至73-77℃，糊化50-55min，糊化結束後降至30-33℃，加入消泡劑，在轉速為90-130r/min下攪拌8-12min，製得澱粉合成劑。

下面通過更具體實施例對本發明進行說明。

實施例1

一種所述具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料，以重量份為單位，包括以下原料：石墨烯6.6份、廢棄塑料28份、聚乳酸38份、六聚磷酸鉀20份、環氧丙烯酸酯24份、特定合成劑16份、澱粉合成劑8份；

所述特定合成劑以重量份為單位，包括以下原料：調節劑18份、發生劑15份、偶聯劑a 13份、相容劑14份、增塑劑10份、抗氧化劑8份、聚凝劑7份、終止劑4份、穩定劑a 3份；

所述調節劑為ACR；

所述發生劑為氣溶膠發生劑；

所述偶聯劑a為矽烷偶聯劑KH550；

所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；

所述抗氧化劑為Ronotec17；

所述聚凝劑為聚合氯化鋁；

所述終止劑為木焦油；

所述穩定劑a為稀土穩定劑；

所述澱粉合成劑以重量份為單位，包括以下原料：澱粉116份、戊二酸二甲酯13份、N，N-二甲基乙醯胺11份、環氧氯丁烷4份、尿素2.5份、糊化劑1.5份、偶聯劑b 0.4份、引發劑0.1份、催化劑0.1份、穩定劑b 0.2份、消泡劑0.6份、增塑劑0.7份、增韌劑0.5份、增粘劑0.4份、耐水劑0.3份、抗菌劑0.1份；

所述偶聯劑b為鈦酸酯偶聯劑；

所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；

所述催化劑為鉑催化劑；

所述穩定劑b為有機錫穩定劑；

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠；

所述增粘劑為丙基三甲氧基矽烷；

所述耐水劑為硼酸；

所述抗菌劑為碳酸鋰；

所述的具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料的製備方法，包括以下步驟：

S1：市場上購置二維石墨烯原料，經過特殊處理製得初級石墨烯粉末；

S2：使用硬塑料破碎機對廢棄塑料進行初步粉碎，隨後利用間歇式攪拌塑料清洗機將破碎過的廢棄塑料進行徹底清洗，去除表面的汙物，自然風乾精選後，製得精選塑料；

S3：將步驟S2製得的精選塑料置於氮氣或乾冰的低溫粉碎機中，在溫度為-100℃下將塑料粉碎2.5h，過篩後得到500目的塑料細粒；

S4：向步驟S1製得的初級石墨烯粉末、步驟S3製得的塑料細粒中加入聚乳酸、六聚磷酸鉀、環氧丙烯酸酯、特定合成劑，升溫至212℃，在轉速為300r/min下攪拌熔解2.8h，然後冷卻至室溫，製得改性的石墨烯3D列印二級材料；

所述特定合成劑的製備方法，包括以下步驟：

S41：將發生劑、偶聯劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至122℃，在轉速為150r/min下反應75min，製得物料A；

S42：向步驟S41製得的物料A中加入調節劑、聚凝劑混合後升溫至150℃，在轉速為350r/min下反應190min，製得物料B；

S43：向步驟S42製得的物料B中加入增塑劑、終止劑、穩定劑a混合後降溫至116℃，在轉速為250r/min下反應100min，製得特定合成劑；

S5：將步驟S4製得的改性的石墨烯3D列印二級材料在溫度為-100℃下粉碎，加入澱粉合成劑混合均勻，將混合均勻混合物放入螺杆擠壓成型機中，在溫度為190℃，轉速為120r/min下，經擠壓絲條，製得具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料；

所述澱粉合成劑的製備方法，包括以下步驟：

S51：配製濃度為22Be』，pH值為3.5的澱粉漿a；

S52：向步驟S51製得的澱粉漿a中加入濃度為6％的戊二酸二甲酯、N，N-二甲基乙醯胺、偶聯劑b、催化劑，然後在溫度為50℃，攪拌轉速為90r/min下進行交聯接枝反應3h，製得漿料b；

S53：向步驟S52製得的漿料b中加入糊化劑，調節pH值為9.5，接著加入環氧氯丁烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑，然後在溫度為58℃，攪拌轉速為100r/min下進行交聯反應1.5h，製得漿料c；

S54：將步驟S53製得的漿料c中加入穩定劑b，調節pH值為8.4，升溫至75℃，糊化53min，糊化結束後降至32℃，加入消泡劑，在轉速為120r/min下攪拌10min，製得澱粉合成劑。

實施例2

一種所述具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料，以重量份為單位，包括以下原料：石墨烯5.5份、廢棄塑料24.6份、聚乳酸34.2份、六聚磷酸鉀11.6份、環氧丙烯酸酯18.3份、特定合成劑9.2份、澱粉合成劑5.2份；

所述特定合成劑以重量份為單位，包括以下原料：調節劑15份、發生劑12份、偶聯劑a 10份、相容劑12份、增塑劑9份、抗氧化劑6份、聚凝劑5份、終止劑3份、穩定劑a 2份；

所述調節劑為ACR；

所述發生劑為氣溶膠發生劑；

所述偶聯劑a為矽烷偶聯劑KH550；

所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；

所述抗氧化劑為Ronotec17；

所述聚凝劑為聚合氯化鋁；

所述終止劑為木焦油；

所述穩定劑a為稀土穩定劑；

所述澱粉合成劑以重量份為單位，包括以下原料：澱粉80份、戊二酸二甲酯10份、N，N-二甲基乙醯胺8份、環氧氯丁烷2份、尿素1.5份、糊化劑1份、偶聯劑b 0.2份、引發劑0.1份、催化劑0.1份、穩定劑b 0.1份、消泡劑0.3份、增塑劑0.4份、增韌劑0.3份、增粘劑0.3份、耐水劑0.2份、抗菌劑0.1份；

所述偶聯劑b為鈦酸酯偶聯劑；

所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；

所述催化劑為鉑催化劑；

所述穩定劑b為有機錫穩定劑；

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠；

所述增粘劑為丙基三甲氧基矽烷；

所述耐水劑為硼酸；

所述抗菌劑為碳酸鋰；

所述的具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料的製備方法，包括以下步驟：

S1：市場上購置二維石墨烯原料，經過特殊處理製得初級石墨烯粉末；

S2：使用硬塑料破碎機對廢棄塑料進行初步粉碎，隨後利用間歇式攪拌塑料清洗機將破碎過的廢棄塑料進行徹底清洗，去除表面的汙物，自然風乾精選後，製得精選塑料；

S3：將步驟S2製得的精選塑料置於氮氣或乾冰的低溫粉碎機中，在溫度為-90℃下將塑料粉碎3h，過篩後得到400目的塑料細粒；

S4：向步驟S1製得的初級石墨烯粉末、步驟S3製得的塑料細粒中加入聚乳酸、六聚磷酸鉀、環氧丙烯酸酯、特定合成劑，升溫至194℃，在轉速為200r/min下攪拌熔解3.4h，然後冷卻至室溫，製得改性的石墨烯3D列印二級材料；

所述特定合成劑的製備方法，包括以下步驟：

S41：將發生劑、偶聯劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至117℃，在轉速為100r/min下反應82min，製得物料A；

S42：向步驟S41製得的物料A中加入調節劑、聚凝劑混合後升溫至143℃，在轉速為300r/min下反應145min，製得物料B；

S43：向步驟S42製得的物料B中加入增塑劑、終止劑、穩定劑a混合後降溫至108℃，在轉速為200r/min下反應135min，製得特定合成劑；

S5：將步驟S4製得的改性的石墨烯3D列印二級材料在溫度為-90℃下粉碎，加入澱粉合成劑混合均勻，將混合均勻混合物放入螺杆擠壓成型機中，在溫度為180℃，轉速為110r/min下，經擠壓絲條，製得具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料；

所述澱粉合成劑的製備方法，包括以下步驟：

S51：配製濃度為18Be』，pH值為3.1的澱粉漿a；

S52：向步驟S51製得的澱粉漿a中加入濃度為4％的戊二酸二甲酯、N，N-二甲基乙醯胺、偶聯劑b、催化劑，然後在溫度為42℃，攪拌轉速為70r/min下進行交聯接枝反應2.5h，製得漿料b；

S53：向步驟S52製得的漿料b中加入糊化劑，調節pH值為9.1，接著加入環氧氯丁烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑，然後在溫度為55℃，攪拌轉速為80r/min下進行交聯反應1.8h，製得漿料c；

S54：將步驟S53製得的漿料c中加入穩定劑b，調節pH值為8.3，升溫至73℃，糊化55min，糊化結束後降至30℃，加入消泡劑，在轉速為90r/min下攪拌12min，製得澱粉合成劑。

實施例3

一種所述具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料，以重量份為單位，包括以下原料：石墨烯7.7份、廢棄塑料31份、聚乳酸40份、六聚磷酸鉀23份、環氧丙烯酸酯24份、特定合成劑18份、澱粉合成劑9份；

所述特定合成劑以重量份為單位，包括以下原料：調節劑22份、發生劑18份、偶聯劑a 15份、相容劑16份、增塑劑12份、抗氧化劑10份、聚凝劑9份、終止劑5份、穩定劑a 4份；

所述調節劑為ACR；

所述發生劑為氣溶膠發生劑；

所述偶聯劑a為矽烷偶聯劑KH550；

所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；

所述抗氧化劑為Ronotec17；

所述聚凝劑為聚合氯化鋁；

所述終止劑為木焦油；

所述穩定劑a為稀土穩定劑；

所述澱粉合成劑以重量份為單位，包括以下原料：澱粉130份、戊二酸二甲酯16份、N，N-二甲基乙醯胺13份、環氧氯丁烷5份、尿素3.5份、糊化劑2份、偶聯劑b 0.6份、引發劑0.2份、催化劑0.2份、穩定劑b 0.3份、消泡劑0.8份、增塑劑0.9份、增韌劑0.7份、增粘劑0.6份、耐水劑0.4份、抗菌劑0.2份；

所述偶聯劑b為鈦酸酯偶聯劑；

所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；

所述催化劑為鉑催化劑；

所述穩定劑b為有機錫穩定劑；

所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯；

所述增韌劑為聚丙二烯橡膠；

所述增粘劑為丙基三甲氧基矽烷；

所述耐水劑為硼酸；

所述抗菌劑為碳酸鋰；

所述的具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料的製備方法，包括以下步驟：

S1：市場上購置二維石墨烯原料，經過特殊處理製得初級石墨烯粉末；

S2：使用硬塑料破碎機對廢棄塑料進行初步粉碎，隨後利用間歇式攪拌塑料清洗機將破碎過的廢棄塑料進行徹底清洗，去除表面的汙物，自然風乾精選後，製得精選塑料；

S3：將步驟S2製得的精選塑料置於氮氣或乾冰的低溫粉碎機中，在溫度為-110℃下將塑料粉碎2h，過篩後得到600目的塑料細粒；

S4：向步驟S1製得的初級石墨烯粉末、步驟S3製得的塑料細粒中加入聚乳酸、六聚磷酸鉀、環氧丙烯酸酯、特定合成劑，升溫至220℃，在轉速為400r/min下攪拌熔解2.2h，然後冷卻至室溫，製得改性的石墨烯3D列印二級材料；

所述特定合成劑的製備方法，包括以下步驟：

S41：將發生劑、偶聯劑a、相容劑、抗氧化劑混合升溫至128℃，在轉速為200r/min下反應68min，製得物料A；

S42：向步驟S41製得的物料A中加入調節劑、聚凝劑混合後升溫至156℃，在轉速為400r/min下反應145min，製得物料B；

S43：向步驟S42製得的物料B中加入增塑劑、終止劑、穩定劑a混合後降溫至125℃，在轉速為300r/min下反應62min，製得特定合成劑；

S5：將步驟S4製得的改性的石墨烯3D列印二級材料在溫度為-110℃下粉碎，加入澱粉合成劑混合均勻，將混合均勻混合物放入螺杆擠壓成型機中，在溫度為200℃，轉速為130r/min下，經擠壓絲條，製得具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料；

所述澱粉合成劑的製備方法，包括以下步驟：

S51：配製濃度為25Be』，pH值為3.8的澱粉漿a；

S52：向步驟S51製得的澱粉漿a中加入濃度為8％的戊二酸二甲酯、N，N-二甲基乙醯胺、偶聯劑b、催化劑，然後在溫度為58℃，攪拌轉速為100r/min下進行交聯接枝反應2.5h，製得漿料b；

S53：向步驟S52製得的漿料b中加入糊化劑，調節pH值為9.8，接著加入環氧氯丁烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑、耐水劑、抗菌劑，然後在溫度為61℃，攪拌轉速為120r/min下進行交聯反應1.2h，製得漿料c；

S54：將步驟S53製得的漿料c中加入穩定劑b，調節pH值為8.5，升溫至77℃，糊化50min，糊化結束後降至33℃，加入消泡劑，在轉速為130r/min下攪拌8min，製得澱粉合成劑。

對實施例1-3中的具有高抗衝強度的石墨烯3D列印材料性能進行檢測，結果如下表所示。

由上表可知，本發明的石墨烯3D列印材料具有拉伸強度、彎曲強度和缺口衝擊強度大，熱變形溫度和熔融指數高等特點，通過3D列印技術列印出來的產品高質量、高抗衝、高強度。

以上內容不能認定本發明具體實施只局限於這些說明，對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。