[发明专利]3D打印石墨烯‑非金属复合材料、制备方法及应用

权利要求书

1.3D打印石墨烯-非金属复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在超声作用下将石墨烯量子点和/或石墨烯微片与非金属单质和/或非金属化合物进行混合研磨剪切，制得复合浆体材料或复合粉体材料，所述超声作用由超声头、超声器或超声装置产生，超声的频率为10-100KHz，其中石墨烯量子点和/或石墨烯微片的重量占混合物总重的0.01％-30％；

(2)对制得的复合浆体材料或粉体材料进行干燥，得到3D打印石墨烯-非金属复合材料。

2.根据权利要求1所述的3D打印石墨烯-非金属复合材料的制备方法，其特征在于：所述非金属单质为硫、氮、硅、磷、硼、氟、氯、砷、硒、溴、碲、碘、砹非金属单质中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的3D打印石墨烯-非金属复合材料的制备方法，其特征在于：所述非金属化合物为氮化硼、碳纳米管、碳纤维、聚苯胺、稀土、橡胶、塑料、聚吡咯、聚噻吩、阳离子树脂、阴离子树脂中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的3D打印石墨烯-非金属复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)的混合研磨剪切具体指的是将混合物在固相或液相条件下进行物理研磨剪切。

5.根据权利要求4所述的3D打印石墨烯-非金属复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)的混合研磨剪切具体是将混合物在固相条件下进行物理研磨剪切，研磨压力为1-200MPa，研磨时间为1-24h。

6.根据权利要求4所述的3D打印石墨烯-非金属复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)的混合研磨剪切具体是将混合物在液相条件下进行物理研磨剪切，研磨压力为1-250MPa，研磨时间为1-12h，温度为2-18℃，所述液相条件是水、乙醇、丙酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈、甲醇、丙醇、丙酮、二氧六环、四氢呋喃、甲乙酮、正丁醇、乙酸乙酯、乙醚、异丙醚、二氯甲烷、氯仿、溴乙烷、苯、四氯化碳、二硫化碳、环己烷、己烷、煤油中的一种或多种可互溶的溶剂的组合。

7.根据权利要求1所述的3D打印石墨烯-非金属复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)的干燥方法是常压干燥法、低压干燥法、真空干燥法、超临界干燥法或喷雾干燥法中的一种，干燥温度为50-1000℃，干燥时间为10-600min。

8.3D打印石墨烯-非金属复合材料，其特征在于，由权利要求1～7任一所述的制备方法得到。

9.3D打印石墨烯-非金属复合材料的应用，其特征在于，将权利要求8所述3D打印石墨烯-非金属复合材料经3D打印后，利用激光系统进行烧结、淬化，激光频率为30-800kHz，激光功率为30-300W，光斑直径为0.1-10mm，扫描速度为0.1-10mm/s，扫描间距为0.1-2.0mm，得激光烧结3D打印产品。