[发明专利]一种PETG导电复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及碳纳米管塑料导电复合材料技术领域，具体涉及一种PETG导电复合材料及其制备方法和应用。制备方法包括：(1)将PETG树脂、硅烷偶联剂、抗氧剂混合均匀，得到混合物料A；(2)将碳纳米管、分散剂混合均匀，混合温度为100‑120℃，得到混合物料B；(3)将混合物料A从双螺杆挤出机主喂料口加入；(4)将混合物料B从双螺杆挤出机侧喂料口加入；(5)混合物料A和混合物料B在双螺杆挤出机的作用下充分混炼挤出、冷却、切粒，即得PETG导电复合材料。本发明工艺简便、操作能耗低，使用该复合材料后续加工出的防静电3D打印线材，表现出更优秀的导电性能和力学性能以及更光滑平整的外观。

技术领域

本发明涉及碳纳米管塑料导电复合材料技术领域，具体涉及一种PETG导电复合材料及 其制备方法和应用。

背景技术

碳纳米管作为一维纳米材料，具有优异的物理机械性能，其主要是由呈六边形排列的碳 原子构成的数层到数十层的同轴圆管。它具有非常大的长径比，直径通常在1-100nm之间， 长度在数微米到数百微米。正是由于其大的长径比，碳纳米管在力学、电学、导电导热性能 方面都表现非常优异。

3D打印技术又称快速成型技术或增材制造，它依据计算机软件设计数据，采用离散材料 通过逐层累加的方式制造三维实体，具有自动化程度高、生产灵活、成本低等特点，被广泛 应用于建筑行业、模具制造、航空航天、电子通信产品以及生物医疗等领域。

熔融沉积成型(FDM)是目前应用最普遍的3D打印技术之一，其采用热熔喷头，使塑性材 料经熔化后从喷头内挤出，最后熔融沉积于所需要打印的位置，逐层堆积打印成型，最终形 成一个完整的打印实体，具有成本低、操作简便、可靠性高等优点。

随着3D打印技术的快速发展，具有特殊性能要求的打印元件日益增多。例如，一些具 有防静电性能要求的打印件，因此，制备出具有防静电功能的3D打印材料有重要的意义。

发明内容

针对目前缺乏具有防静电功能的3D打印件的技术问题，本发明提供一种PETG导电复 合材料及其制备方法和应用，通过特定的工艺对碳纳米管和PETG树脂进行预先处理，然后 分别送入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机共混挤出得到分散良好的PETG导电复合材料。 本发明工艺简便、操作能耗低，使用该复合材料后续加工出的防静电3D打印线材，表现出 更优秀的导电性能和力学性能以及更光滑平整的外观。

第一方面，本发明提供一种PETG导电复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将80重量份PETG树脂、0.1-1重量份硅烷偶联剂、0.1-1重量份抗氧剂混合均匀， 得到混合物料A；

(2)将1-20重量份碳纳米管、0.5-5重量份分散剂混合均匀，混合温度为100-120℃， 得到混合物料B；

(3)将混合物料A从双螺杆挤出机主喂料口加入；

(4)将混合物料B从双螺杆挤出机侧喂料口加入；

(5)混合物料A和混合物料B在双螺杆挤出机的作用下充分混炼挤出、冷却、切粒，即得PETG导电复合材料。

进一步的，步骤(1)的PETG树脂熔体质量流动速率范围是5-8g/10min(230℃，2.16kg)；

硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的至少一 种，优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；

抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1010中的至少一种。

进一步的，步骤(2)的碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的至 少一种；

分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种，优选为季戊四醇硬脂酸 酯。