[发明专利]一种用于3D打印的掺锡无机纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于3D打印的掺锡无机纳米复合材料，其特征在于，以重量百分数计，包括：75-85％的陶瓷前驱体粉末、5-10％的纳米粉末增强材料、2-5％的表面活性剂、2-5％的有机溶剂、1-4％无机粘结剂、5-10％的低温固化剂；所述陶瓷前驱体粉末选自氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一种或任意两种的组合，所述纳米增强材料选自纳米氧化锌粉末、纳米氧化钛粉末中的一种；所述表面活性剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、磷酸三丁酯、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸钠中的一种；所述低温固化剂选自硅溶胶、铝溶胶中的一种；所述无机粘结剂为添加了氧化硅、氧化钛及氧化铝的硅酸钠溶液；所述有机溶剂为乙醇，丙酮，甲醇，正己烷，异丁醇、异丙醇中的一种；所述纳米粉末增强材料的粒径为20-200纳米。

2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的掺锡无机纳米复合材料，其特征在于：所述锡粉纯度为98％以上，粒径为1-5微米。

3.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的掺锡无机纳米复合材料，其特征在于：所述陶瓷前驱体粉末的粒径为180-280目。

4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的掺锡无机纳米复合材料，其特征在于：所述低温固化剂的固相体积分数为10～40％。

5.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的掺锡无机纳米复合材料，其特征在于：所述无机粘结剂中氧化硅、氧化钛、氧化铝及硅酸钠的质量比为2∶1∶1∶4。

6.一种制备如权利要求1所述的用于3D打印的掺锡无机纳米复合材料的方法，其特征在于，该方法包括：

(1)将表面活性剂溶入有机溶剂中形成浓度为1.5-10g/L的表面活性剂溶液，将纳米粉末增强材料加入该表面活性剂溶液中，超声搅拌30-60分钟，形成改性后的纳米粉末增强材料悬浊液；

(2)将上述改性后的纳米粉末增强材料悬浊液、锡粉、有机溶剂及陶瓷前驱体粉末均匀混合后，并放入转速为3500-4000转/分钟的研磨机中研磨5-8小时，然后进行超临界干燥，得到混合粉末。

(3)将上述混合粉末及无机粘结剂均匀混合，然后与低温固化剂混合并球磨1-2小时，形成无机纳米复合材料，所述无机纳米复合材料的固含量为75-85％。

7.根据权利要求5所述的一种用于3D打印的掺锡无机纳米复合材料的制备方法，其特征在于：

(1)将表面活性剂溶入有机溶剂中形成浓度为3g/L的表面活性剂溶液，将纳米粉末增强材料加入该表面活性剂溶液中，超声搅拌40分钟，形成改性后的纳米粉末增强材料悬浊液；

(2)将上述改性后的纳米粉末增强材料悬浊液、锡粉、有机溶剂及陶瓷前驱体粉末均匀混合后，并放入转速为4000转/分钟的研磨机中研磨6小时，然后进行超临界干燥，得到混合粉末。

(3)将上述混合粉末及无机粘结剂均匀混合，然后与低温固化剂混合并球磨2小时，形成无机纳米复合材料，所述无机纳米复合材料的固含量为80％。