[发明专利]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

权利要求书

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。