[发明专利]一种用于光固化3D打印的陶瓷浆料

说明书

本申请提供一种用于光固化3D打印的陶瓷浆料，其包括以下各组分：陶瓷粉体、分散剂、丙烯酸酯单体组合、有机助剂、光引发剂；其中：所述丙烯酸酯单体组合包括至少两种丙烯酸酯单体，所述丙烯酸酯单体组合与陶瓷粉体的重量比为0.14～0.175；所述分散剂的重量为所述陶瓷粉体重量的0.05％～5％；所述有机助剂与所述丙烯酸酯单体组合的重量比为0.1～0.5；所述光引发剂与所述丙烯酸酯单体组合的重量比为0.002～0.01。本申请的陶瓷浆料具有高固含量、极低粘度和优异的抗沉降性等优点。

技术领域

本发明涉及光固化3D打印领域，尤其涉及一种用于光固化3D打印的陶瓷浆料。

背景技术

具有光固化特性的陶瓷浆料已经广泛应用于涂料、油墨等行业，然而在这些行业中，陶瓷粉的固含量普遍较低，重量含量不到浆料总重的50％(重量比)；而工业陶瓷用的陶瓷光固化浆料，为了获取优异的力学性能需要光固化成型的坯体具有较高的密度，进而在后续的脱脂烧结后使陶瓷体进一步的致密化。因此，这就要求光固化陶瓷浆料的固含量高于75％(重量比)，同时也不能照搬涂料、油墨的光固化配方应用于工业陶瓷的光固化3D打印。

对于工业氧化铝/氧化锆光固化浆料来说，不仅需要其具有高的固含量(质量分数介于75％～85％)，并且同时需要浆料具有良好的流动性。对于SLA的打印方式，当平台每下降一层，新的浆料会重新铺到已固化的固化体表面，同时为了保证浆料的平整度，会用刮刀在浆料表面重新刮涂均匀，这样就要求浆料具有良好的流动性，以保证在刮刀刮涂的过程浆料能迅速流平。大量的陶瓷粉末加入加少量的光固化树脂中，虽然可以满足固含量75％，但又很难得到粘度很低的浆料(≤3Pa·s)，这是因为一般光固化树脂的粘度10mPa·s，特别是为了改善浆料的固化交联性能，添加高官能团的光固化树脂后(官能团≥3)，树脂粘度会进一步增加，这样就加大了制备低粘度光固化浆料的难度。

此外，在陶瓷光固化3D打印过程中，为了使浆料满足有时长达2-3天的打印过程，需要使浆料具有良好的抗沉降性，浆料要满足在打印周期内无明显沉降的要求，避免因为沉降现象而造成的打印坯体内部不均匀而导致的性能变差等现象。

因此，如何获得固含量、粘度和抗沉降性都优良的光固化3D打印的陶瓷浆料是急需解决的问题。

发明内容

为了弥补上述现有技术的不足，本发明提出一种光固化3D打印的陶瓷浆料，其可以同时满足高固含量、低粘度和抗沉降性优异的要求。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种用于光固化3D打印的陶瓷浆料，包括以下各组分：陶瓷粉体、分散剂、丙烯酸酯单体组合、有机助剂、光引发剂；其中：

所述丙烯酸酯单体组合包括至少两种丙烯酸酯单体，所述丙烯酸酯单体组合与陶瓷粉体的重量比为0.14～0.175；

所述分散剂的重量为所述陶瓷粉体重量的0.05％～5％；

所述有机助剂与所述丙烯酸酯单体组合的重量比为0.1～0.5；

所述光引发剂与所述丙烯酸酯单体组合的重量比为0.002～0.01。

优选地，所述丙烯酸酯单体组合为粘度小于50mPa·s的丙烯酸酯单体与粘度介于50-2000mPa·s的丙烯酸酯单体按重量比1.5:1～15:1组合。

优选地，所述粘度小于50mPa·s的丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯和(2)丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯中的至少一种；所述粘度介于50-2000mPa·s的丙烯酸酯单体为(4)乙氧化双酚A二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、(4)乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、(9)乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和(3)乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

优选地，所述陶瓷粉体为亚微米级的α-氧化铝粉、亚微米级的3mol％钇稳定四方氧化锆粉中的至少一种。