1.一種石墨烯改性的驅(qū)蚊抗菌型3D打印磁性材料,其由以下重量份計的原料組成:聚乳酸40~50份、本體法ABS20~25份、乳液法ABS10~20份、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物5~10份、丁基三苯基溴化膦0.01~0.05份、復合填料5~10份、磁性復合材料15~30份、功能材料1~3、石墨烯量子點及多孔石墨烯;;所述磁性復合材料由石墨烯/氧化鐵粉末和多壁碳納米管/釹鐵硼粉末按重量比3:2組成;所述復合填料由石墨烯/SiO2復合填料與石墨烯/碳酸鈣復合填料按重量比3:1組成;所述功能材料由多壁碳納米管/納米銀/SiO2抗菌材料和驅(qū)蚊顆粒按重量比3:2組成;所述石墨烯量子點占聚乳酸的重量百分比為0.5~1%,所述多孔石墨烯占ABS總重量的重量百分比為0.1~2%;
所述石墨烯改性的驅(qū)蚊抗菌型3D打印磁性材料制備方法如下:
(1)預處理聚乳酸原料:將聚乳酸原料粉碎成300目粉末,分散于純水中,超聲1小時后,邊超聲邊微波輻照1小時;停止超聲及微波輻照,洗滌,出料,干燥,即得預處理聚乳酸;
(2)制備PLA/填料母粒:將復合填料超聲攪拌分散于純水中,得復合填料溶液,備用;在加熱溫度下,將一半預處理聚乳酸溶解于有機溶劑中,得到聚乳酸溶液,一分為二得第一份、第二份聚乳酸溶液,備用;恒溫狀態(tài)下,邊高速攪拌邊超聲第一份聚乳酸溶液,滴加復合填料溶液,超聲攪拌30~60min;繼續(xù)滴加第二份聚乳酸溶液,超聲攪拌30~60min;繼續(xù)滴加石墨烯量子點溶液,超聲攪拌30~60min,得到填料聚乳酸混合液;將填料聚乳酸混合液通入噴霧干燥器的貯備槽中,以200~300ml/min的速度將填料聚乳酸混合液噴射到噴霧干燥器中,干燥得PLA/填料母粒;
(3)制備PLA/磁粉母粒:將磁性復合材料超聲攪拌分散于純水中,得磁性復合物溶液,備用;在加熱溫度下,將另一半預處理聚乳酸溶解于有機溶劑中,得到聚乳酸溶液,一分為二得第三份、第四份聚乳酸溶液,備用;恒溫狀態(tài)下,邊高速攪拌邊超聲第三份聚乳酸溶液,滴加磁性復合物溶液,超聲攪拌30~60min;繼續(xù)滴加第四份聚乳酸溶液,超聲攪拌30~60min;繼續(xù)滴加石墨烯量子點溶液,超聲攪拌30~60min,得到磁粉聚乳酸混合液;將磁粉聚乳酸混合液通入噴霧干燥器的貯備槽中,以200~300ml/min的速度將磁粉聚乳酸混合液噴射到噴霧干燥器中,干燥得PLA/磁粉母粒;
(4)制備石墨烯改性ABS/功能母粒:在室溫下以1000~1500r/min的轉(zhuǎn)速條件下,向容器中陸續(xù)加入本體法ABS、乳液法ABS、功能材料及多孔石墨烯,高速攪拌30~60min充分混合;將得到的混合物送入旋轉(zhuǎn)式噴嘴噴霧干燥器進行噴霧干燥,進口溫度185℃,通過噴霧干燥出口快速冷卻得到石墨烯改性ABS/功能母粒;
(5)將PLA/填料母粒、PLA/磁粉母粒與石墨烯改性的ABS/功能母粒、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、丁基三苯基溴化膦混合,經(jīng)雙螺桿擠出機于185℃下進行熔融共混,制備出具有磁性特性的共連續(xù)ABS/PLA合金,再經(jīng)料條成型機制造出石墨烯改性的驅(qū)蚊抗菌型3D打印磁性材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的石墨烯改性的驅(qū)蚊抗菌型3D打印磁性材料,其特征在于,所述石墨烯由以下方法制得:取一定量酸素石墨,在空氣中1000℃處理2小時,然后在8%H2的氮氫混合氣中1100℃原位還原處理1.0小時,再加入質(zhì)量比3%的聚乙二醇酯和質(zhì)量比5.0%的四羧酸二酐二萘,與水配成濃度為82.0%的漿體,先在功率為700W的超聲波輔助下進行4000轉(zhuǎn)/min球磨10小時,再調(diào)整至300W超聲波下進行2000轉(zhuǎn)/min球磨5小時,球磨后經(jīng)高速離心機10000轉(zhuǎn)/min分離,冷凍干燥,獲得石墨烯固體。
3.根據(jù)權利要求2所述的石墨烯改性的驅(qū)蚊抗菌型3D打印磁性材料,其特征在于,石墨烯/SiO2復合填料制備方法如下:將石墨烯超聲攪拌分散于乙醇中;之后加入一定比例的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯與石墨烯的質(zhì)量比為 1.6:1,調(diào)節(jié)pH值為9,反應溫度為25℃,反應4.2小時,進行離心并依次用丙酮和去離子水、去離子水清洗3次獲得沉淀;將該沉淀在90oC下干燥2h,以得到包覆有SiO2的石墨烯復合填料。
4.根據(jù)權利要求2所述的石墨烯改性的驅(qū)蚊抗菌型3D打印磁性材料,其特征在于,石墨烯/碳酸鈣復合填料的制備方法如下:將1份石墨烯加入100ml去離子水中,在800kW超聲震動和1300r/min離心速度攪拌下分散200min后制得石墨烯分散液;將73份量子點碳酸鈣加入500ml去離子水中,在1300kW超聲震動和1500r/min離心速度攪拌下分散300min后制得碳酸鈣分散液;在100kW超聲下往石墨烯分散液中緩慢滴加碳酸鈣分散液,超聲60min,然后抽濾、烘干,制得石墨烯/碳酸鈣復合填料。
5.根據(jù)權利要求2所述的石墨烯改性的驅(qū)蚊抗菌型3D打印磁性材料,其特征在于,石墨烯/氧化鐵粉末的制備方法如下:將石墨烯加入100ml去離子水中,在800kW超聲震動和1300r/min離心速度攪拌下分散200min后制得石墨烯分散液;將氧化鐵粉末加入100ml去離子水中,在1300kW超聲震動和1500r/min離心速度攪拌下分散300min后制得氧化鐵分散液;在200kW超聲下往石墨烯分散液中緩慢滴加氧化鐵分散液,超聲90min,然后抽濾、烘干,制得石墨烯/氧化鐵粉末;所述石墨烯與氧化鐵的質(zhì)量比為1:3,氧化鐵為四氧化三鐵。
6.根據(jù)權利要求2所述的石墨烯改性的驅(qū)蚊抗菌型3D打印磁性材料,其特征在于,多壁碳納米管/釹鐵硼粉末的制備方法如下:將多壁碳納米管加入100ml去離子水中,在800kW超聲震動和1300r/min離心速度攪拌下分散200min后制得多壁碳納米管分散液;將釹鐵硼粉末加入100ml去離子水中,在1300kW超聲震動和1500r/min離心速度攪拌下分散300min后制得釹鐵硼分散液;在200kW超聲下往多壁碳納米管分散液中緩慢滴加釹鐵硼分散液,超聲90min,然后抽濾、烘干,制得多壁碳納米管/釹鐵硼粉末;所述多壁碳納米管與釹鐵硼粉末的質(zhì)量比為1:2。