[发明专利]一种3D打印氧化硅陶瓷浆料配方及其氧化硅粉体制备工艺

说明书

本发明公开了一种3D打印氧化硅陶瓷浆料配方及其氧化硅粉体制备工艺，属于光固化3D打印技术领域，目的在于解决现有3D打印氧化硅陶瓷浆料性能较差的问题。其按照质量份由以下原料组成：氧化硅粉体140‑180份、分散剂2‑15份、丙烯酸树脂8‑15份、流平剂1‑8份、消泡剂1‑7份、光引发剂1‑5份、防沉降助剂1‑5份、着色剂2‑6份。所述丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。所述丙烯酸酯单体的黏度为50‑200mPa·S。所述分散剂为具有酸性基团的共聚物分散剂、聚醚多元醇改性聚氨酯高分子分散剂中的至少一种。所述氧化硅粉体的粒径小于10μm。本发明适用于3D打印氧化硅陶瓷浆料。

技术领域

本发明属于光固化3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印氧化硅陶瓷浆料配方及其氧化硅粉体制备工艺。

背景技术

3D打印技术，即增材制造技术，作为一种新兴的制造策略，受到了越来越广泛的关注。3D打印与化学、工程、材料、医药等领域相结合，正在逐步改变现有的成型和应用方式。3D打印技术基于数字模型文件的快速成型，突破了传统的成型模式。其通过自下而上地逐层堆积材料来达到成形要求，能够快速实现传统方法无法实现或难以制造的复杂结构。通过逐层打印可以制备出具有一定立体结构的材料，降低了设计成本和操作难度。

陶瓷3D打印技术作为一项新的3D打印技术，其优点在于不依赖模具，可快速高效制作陶瓷产品。陶瓷3D打印技术由于成型原理的不同，可细分为很多小分支。目前业内公认的打印效果最好、最具前景的技术是立体光固化成型技术。该技术以陶瓷粉体和光敏树脂混合而成的光固化材料为打印原材料，通过逐层打印可以制备出具有一定立体结构的材料，能够快速实现传统方法无法实现或难以制造的复杂结构，降低了设计成本和操作难度。

随着对陶瓷3D打印研究的深入，对于其打印原料的研究也受到了较为广泛的关注。不同原材料的陶瓷浆料的特点各不相同，应用的领域亦不相同。现有氧化物陶瓷系列打印材料包括氧化铝、氧化锆、氧化硅等。现有3D打印氧化硅陶瓷浆料主要应用于硅基陶瓷型芯制作，但是现有氧化硅浆料由于性能问题，在实际打印过程中存在耐高温性能差、打印出来的陶瓷胚体致密度较低等问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种3D打印氧化硅陶瓷浆料配方及其氧化硅粉体制备工艺，解决现有3D打印氧化硅陶瓷浆料性能较差的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种3D打印氧化硅粉体制备工艺，包括以下步骤：

(1)将70-100目的石英砂加入球磨机中球磨3-5小时，通过振动筛筛选5-10微米的石英砂备用；

(2)将球磨后的石英砂与纳米方石英粉和熔融石英粉按比例混合，混合比例按照质量组分计，石英砂5-40份、纳米方石英粉1-15份、熔融石英粉50-90份；

(3)将混合后的石英粉倒入沸水中，沸水浴30分钟，沉淀、倒掉多余的水，放入烘箱中烘干；

(4)将烘干后的石英粉球磨分散，制得氧化硅粉体。

一种3D打印氧化硅陶瓷浆料配方，按照质量份由以下原料组成：氧化硅粉体140-180份、分散剂2-15份、丙烯酸树脂8-15份、流平剂1-8份、消泡剂1-7份、光引发剂1-5份、防沉降助剂1-5份、着色剂2-6份。

作为优选，所述丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。

作为优选，所述丙烯酸酯单体的黏度为50-200mPa·S。

作为优选，所述分散剂为具有酸性基团的共聚物分散剂、聚醚多元醇改性聚氨酯高分子分散剂中的至少一种。

作为优选，所述氧化硅粉体的粒径小于10μm。