[发明专利]金属锡强化纳米TiO2

说明书

本发明提供一种金属锡强化纳米TiO₂光固化3D打印陶瓷浆料，包括有机混合树脂相和分散于所述有机混合树脂相内的陶瓷粉末增强相；其中有机混合树脂相包括按体积百分比计的如下成分：单体8‑20％、活性稀释剂5‑15％、低聚物50‑70％、助剂8‑12％、光引发剂5‑12％；所述陶瓷粉末增强相包括按重量百分比计的如下成分：纳米TiO₂粉末70‑90％、纳米锡金属粉末10‑30％；且每1mL有机混合树脂相中陶瓷粉末增强相的加量为0.2‑0.25g。本发明提供的金属锡强化纳米TiO₂光固化3D打印陶瓷浆料，降低了陶瓷材料的烧结温度，增强了陶瓷粉末基体结构的稳定性，且保证了经光固化3D打印出的坯体的精度及成型效果。本发明还提供一种金属锡强化纳米TiO₂光固化3D打印陶瓷浆料的制备方法。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种金属锡强化纳米TiO2光固化3D打印陶瓷浆料及其制备方法。

背景技术

增材制造是近几年较为热门的技术，因其工艺简单、可快速成型而广泛使用。其中，应用最为广泛且操作简单的是光固化3D打印。光固化成型3D打印技术通过紫外光在某一时间里照射，使浆料固化，再通过计算机控制，逐层打印堆积而成。其中，光固化技术是发展较为成熟的3D打印技术。目前光固化型3D打印机主要有激光扫描型，投影辐照型，喷墨打印型和液晶屏显示成像型等。

材料是3D打印技术的基础和制约因素，光固化成型技术的核心问题之一是光敏树脂的开发。3D打印用光敏树脂必须是挥发性小、粘度低、稳定性好、固化快、收缩率低，固化后有较好的力学性能及热稳定性；此外，在打印过程中及其成型制品应该无毒、无刺激性气味。

目前，基于环境友好型且是可再生能源的优势，纳米TiO₂也成为研究的热点。其应用包括如下：用于制备太阳能电池的理想原料，主要是依靠光电-量子效应，但理论上效率不会超过20％；纳米TiO₂具有无毒、性能稳定、高折光性和高光活性，是极有发展前途的物理屏蔽型紫外线防护剂；且因为纳米TiO₂具有粒子团聚少、化学活性高，粒径分布窄、形貌均一等特性，具有很强的光催化性能，已广泛应用于环保中，其作用原理是通过光催化作用将吸附于其表面的物质分解氧化，从而使空气中这些物质的浓度降低，减轻或消除环境不适感；TiO₂在光照下还具有对环境中微生物的抑制或杀灭作用，因此，纳米TiO₂能净化空气，具有除臭功能；对有机废水的处理效果也十分理想，可有效地用于含CN—的工业废水的光催化降解；在催化剂表面也能够捕获电子而发生还原沉淀反应，可回收污水的无机重金属离子；纳米TiO₂薄膜在光照下具有超亲水性和超永久性，且纳米TiO₂在可见光照射下可以对碳氢化合物作用，因此具有防雾功能及自清洁功能。种种功能的体现，使得TiO₂具有很大的发展潜力。

目前，TiO₂陶瓷的主要制造工艺是通过喷、涂、镀覆膜，其热处理温度一般低于800℃；或是采用传统工艺中的注浆、挤压、模压等方式，这就极大地延长的作业周期，成本高，难以满足人们对个性化、精细化、轻量化和复杂化的高端产品快速制造的需求。针对该问题，现有技术将TiO₂陶瓷技术与3D打印技术相结合，为陶瓷制造行业提供了新的思路与发展空间。

为了获得TiO₂陶瓷需要制备陶瓷光敏树脂浆料，但目前浆料的制备还存在一些问题有：首先，由于陶瓷浆料中固相含量的不同而导致TiO₂陶瓷浆料对光源存在很强的反射现象；其次是陶瓷粉末的添加，极大地提高了混合浆料的粘度，导致光敏树脂的流动性变差，大大的影响了光固化3D打印的成功率；然后还存在热处理工艺难题，当坯体在经光固化3D打印成型后，需热处理，即脱脂烧结，在热处理过程中，需要很高的烧结温度(约1900℃)，从而增加了对能源的消耗，且热处理后的效果也会对最终的成型零件的质量及性能产生很大的影响。

鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的工艺解决上述技术问题。