一种高机械强度的导电3D打印石墨烯复合材料的制备方法与流程

技术特征：
1.一种高机械强度的导电3d打印石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将高分子聚合物溶解在有机溶剂中，然后向其中加入石墨粉，得到原料分散液；(2)利用气体驱动液相剥离法，对步骤(1)所得原料分散液中的石墨进行剥离，得到含有高分子聚合物、石墨烯和石墨粉的分散液；(3)将步骤(2)所得分散液放入离心机中离心去除未剥离的石墨粉，得到高分子聚合物/石墨烯分散液；(4)在步骤(3)所得高分子聚合物/石墨烯分散液中加入絮凝剂，之后经过滤、洗涤、干燥，得到高分子聚合物/石墨烯复合颗粒；(5)将步骤(4)所得复合颗粒研磨、挤出，得到3d打印用石墨烯复合材料线条。2.如权利要求1所述高机械强度的导电3d打印石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高分子聚合物为abs、pla、pva、tpu中的一种或多种的混合物。3.如权利要求1所述高机械强度的导电3d打印石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为nmp、乙酸乙酯、苯、甲苯、丙酮、dmf中的一种或多种的混合溶剂。4.如权利要求1所述高机械强度的导电3d打印石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述原料分散液中，石墨粉和高分子聚合物的质量比为0.1～0.8：1，高分子聚合物的浓度为20～100g/l。5.如权利要求1所述高机械强度的导电3d打印石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述气体驱动液相剥离法的操作过程为：将原料分散液置于带有搅拌装置的储罐中，开启原料分散液输送泵并调节液相流量，同时开启空气压缩机并调节气体流量，气、液通过三通汇合后，液相在高速压缩气体的驱动下，从剥离管中喷射而出，然后通过气液分离装置将气体分离，收集液相进行下一循环；所述气体驱动液相剥离过程中，气体流量200～8000l/h，液相流量0.5～2000l/h，循环次数2～200次；所述剥离管的尺寸为：长度2～100cm、内径0.5～10mm。6.如权利要求1所述高机械强度的导电3d打印石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述离心机的工作参数为：转速500～2000rpm，离心时间60～120min。7.如权利要求1所述高机械强度的导电3d打印石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述絮凝剂为去离子水、甲醇、乙醇中的一种或多种的混合物。8.如权利要求1所述高机械强度的导电3d打印石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述高分子聚合物/石墨烯分散液与絮凝剂的体积比为1：1～5。9.如权利要求1所述高机械强度的导电3d打印石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述挤出的温度为140～220℃，速度为100～400m/min。

技术总结
本发明公开了一种高机械强度的导电3D打印石墨烯复合材料的制备方法，通过将高分子聚合物与石墨粉共同分散在有机溶剂中，采用气体驱动液相剥离法对其中的石墨粉进行剥离；高分子聚合物的加入不仅可以促进石墨的剥离，得到晶格完整、片层厚度小、横向尺寸大且均匀的高品质石墨烯，而且还可以有效提高聚合物与石墨烯的复合效果，克服石墨烯在聚合物中分散难、易团聚的问题；本发明方法操作条件温和、工艺简单、对设备要求低，易于规模化生产，具有良好的工业化前景，所得导电3D打印石墨烯复合材料具有机械强度大、热稳定性高等优点，在3D打印领域具有广泛的应用前景。领域具有广泛的应用前景。


技术研发人员：张智亮 吕冰倩 刘威 陆佳琪 沈书缘 计建炳
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2021/11/23