[发明专利]一种适用于3D打印的陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于3D打印的陶瓷材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯50‑75份、氧化石墨烯3‑8份、偶联剂1‑2.4份、植物蛋白4‑8份、环糊精2‑3份、乙二醇6‑10份、纳米二氧化硅0.6‑1.2份、氨水4‑8份、伊利石10‑18份、金属氧化物3‑6份、竹纤维1.5‑3份、硅藻土14‑20份、丁基羟基茴香醚1.2‑2份和硫酸钙晶须0.8‑1.5份。本发明原料来源广泛，通过各个物质之间的相互作用，制备的成品力学性能和流动性优良，满足3D打印的使用需求，使用效果好，具有较高的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，具体是一种适用于3D打印的陶瓷材料。

背景技术

3D打印，又被称作为增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。与传统制造技术相比，3D打印不需要事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，因此，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。3D打印技术适合于新产品开发、快速单件及小批量零件制造、复杂形状零件的制造、模具的设计与制造等，也适合于难加工材料的制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。因此，3D打印产业受到了国内外越来越广泛的关注，将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。

打印材料是3D打印的基础，越来越受到人们的重视，但是现有的3D打印材料都是塑料材料、木塑材料或者纤维复合材料，可以用于3D打印的陶瓷材料很少，而且可以用于3D打印陶瓷材料的力学性能达不到人们的预期，这就限制了陶瓷材料在3D打印领域中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于3D打印的陶瓷材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于3D打印的陶瓷材料，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯50-75份、氧化石墨烯3-8份、偶联剂1-2.4份、植物蛋白4-8份、环糊精2-3份、乙二醇6-10份、纳米二氧化硅0.6-1.2份、氨水4-8份、伊利石10-18份、金属氧化物3-6份、竹纤维1.5-3份、硅藻土14-20份、丁基羟基茴香醚1.2-2份和硫酸钙晶须0.8-1.5份。

作为本发明进一步的方案：植物蛋白包括玉米蛋白、大豆蛋白、花生蛋白和小麦蛋白中的至少一种，偶联剂采用硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂中的一种，金属氧化物包括氧化钛、氧化铝、氧化钠、氧化镁和氧化锆中的一种或者几种的混合物。

作为本发明进一步的方案：该陶瓷材料还包括纤维素0.6-2份和柠檬酸2-4份。

所述适用于3D打印的陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将纳米二氧化硅加入质量分数为70-85％的乙醇溶液中，然后向乙醇溶液中加入强酸、去离子水和丁基羟基茴香醚，在50-60摄氏度下回流6-8小时后离心分离，将离心所得固体物质烘干，得到第一产物；

步骤二，将植物蛋白、环糊精和乙二醇混合搅拌，直至全部溶解均匀，得到第一混合溶液；

步骤三，将氧化石墨烯、伊利石、金属氧化物、硅藻土、竹纤维和硫酸钙晶须分别研磨至30-60目粉末，备用；

步骤四，将金属氧化物粉末和硅藻土粉末加入氨水中并且搅拌均匀，得到第二混合溶液；

步骤五，将低密度聚乙烯加热至熔融状态，然后向其中加入第一产物、第一混合溶液、第二混合溶液、氧化石墨烯粉末、偶联剂、伊利石粉末、竹纤维粉末和硫酸钙晶须粉末，加入过程中以360-450rpm的转速进行搅拌60-90分钟，得到半成品；