本發明涉及一種3D打印材料領域,具體是一種陶瓷基3D打印材料及其制備方法。
背景技術:
3D打印技術又稱增材制造技術,是快速成型領域的一種新興技術,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。隨著3D打印技術的發展和應用,材料成為限制3D打印技術未來走向的關鍵因素之一,在某種程度上,材料的發展決定著3D打印能否有更廣泛的應用。目前,3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等,除此之外,彩色石膏材料、人造骨粉、細胞生物原料、木質材料以及砂糖等食品材料也在3D打印領域得到了應用。
納米陶瓷指在陶瓷材料的顯微結構中,晶粒、晶界以及它們之間的結合都處在納米水平(1~100nm),使得材料的強度、韌性和超塑性大幅度提高,克服了工程陶瓷的許多不足,并對材料的力學、電學、熱學、磁學、光學等性能產生重要影響,為替代工程陶瓷的應用開拓了新領域。納米陶瓷作為新型的陶瓷材料,以其優異的性能,具有廣闊的市場應用前景,但納米陶瓷材料成型困難,成型工藝復雜,很難滿足納米陶瓷在生產生活中的應用。傳統的納米陶瓷成型方法都是通過將納米粉制成塊狀納米陶瓷材料,既通過某種工藝過程,除去孔隙,以形成致密的塊材,而在致密化的過程中,又保持了納米晶的特性,但存在成型周期長,工藝復雜,精度差,成型產品結構簡單,應用面窄的缺陷。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種陶瓷基3D打印材料及其制備方法,以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
一種陶瓷基3D打印材料,按照重量份的主要原料為:改性納米陶瓷粉末5-11份、有機硅油4-6份、聚丙烯酰胺9-15份、殼聚糖2-4份、石墨烯5-12份、納米氧化鋁0.4-1.2份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.02-0.05份、酚醛樹脂11-18份、碳酸鈣0.8-2.0份;所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中,浸泡溫度控制在37℃,瀝干后加入海泡石粉末和碳酸鋇粉末,混勻后進行熔融反應,并在反應后與支鏈淀粉進行混勻,即得。
作為本發明進一步的方案:所述陶瓷基3D打印材料,按照重量份的主要原料為:改性納米陶瓷粉末6-10份、有機硅油4-6份、聚丙烯酰胺10-14份、殼聚糖2-4份、石墨烯7-11份、納米氧化鋁0.7-1.1份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.02-0.05份、酚醛樹脂13-17份、碳酸鈣0.9-1.3份;所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中,浸泡溫度控制在37℃,瀝干后加入海泡石粉末和碳酸鋇粉末,混勻后進行熔融反應,并在反應后與支鏈淀粉進行混勻,即得。
作為本發明進一步的方案:所述陶瓷基3D打印材料,按照重量份的主要原料為:改性納米陶瓷粉末8份、有機硅油5份、聚丙烯酰胺12份、殼聚糖3份、石墨烯10份、納米氧化鋁0.9份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.04份、酚醛樹脂15份、碳酸鈣1.0份;所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中,浸泡溫度控制在37℃,瀝干后加入海泡石粉末和碳酸鋇粉末,混勻后進行熔融反應,并在反應后與支鏈淀粉進行混勻,即得。
一種陶瓷基3D打印材料的制備方法,具體步驟為:
首先,將改性納米陶瓷粉末、有機硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、石墨烯、納米氧化鋁、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻,放置反應釜中,熱處理后接著使用超聲振蕩處理,超聲振蕩處理的功率為730W,時間為30分鐘,置于4℃溫度下低溫烘干造粒,得到陶瓷基3D打印材料。
與現有技術相比,本發明的有益效果是:
本發明解決了納米陶瓷材料成型存在成型周期長,工藝復雜,精度差,成型產品結構簡單的缺陷,制備得到了具有高強度和高韌性的納米陶瓷材料產品,經驗證,耐磨損能力提高60%以上;抗沖擊韌性提高30-40%;拉伸強度提高15%左右。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
實施例1
一種陶瓷基3D打印材料,按照重量份的主要原料為:改性納米陶瓷粉末5份、有機硅油4份、聚丙烯酰胺9份、殼聚糖2份、石墨烯5份、納米氧化鋁0.4份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.02份、酚醛樹脂11份、碳酸鈣0.8份;所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中,浸泡溫度控制在37℃,瀝干后加入海泡石粉末和碳酸鋇粉末,混勻后進行熔融反應,并在反應后與支鏈淀粉進行混勻,即得。
一種陶瓷基3D打印材料的制備方法,具體步驟為:
首先,將改性納米陶瓷粉末、有機硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、石墨烯、納米氧化鋁、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻,放置反應釜中,熱處理后接著使用超聲振蕩處理,超聲振蕩處理的功率為730W,時間為30分鐘,置于4℃溫度下低溫烘干造粒,得到陶瓷基3D打印材料。
實施例2
一種陶瓷基3D打印材料,按照重量份的主要原料為:改性納米陶瓷粉末6份、有機硅油4份、聚丙烯酰胺10份、殼聚糖2份、石墨烯7份、納米氧化鋁0.7份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.02份、酚醛樹脂13份、碳酸鈣0.9份;所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中,浸泡溫度控制在37℃,瀝干后加入海泡石粉末和碳酸鋇粉末,混勻后進行熔融反應,并在反應后與支鏈淀粉進行混勻,即得。
一種陶瓷基3D打印材料的制備方法,具體步驟為:
首先,將改性納米陶瓷粉末、有機硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、石墨烯、納米氧化鋁、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻,放置反應釜中,熱處理后接著使用超聲振蕩處理,超聲振蕩處理的功率為730W,時間為30分鐘,置于4℃溫度下低溫烘干造粒,得到陶瓷基3D打印材料。
實施例3
一種陶瓷基3D打印材料,按照重量份的主要原料為:改性納米陶瓷粉末8份、有機硅油5份、聚丙烯酰胺12份、殼聚糖3份、石墨烯10份、納米氧化鋁0.9份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.04份、酚醛樹脂15份、碳酸鈣1.0份;所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中,浸泡溫度控制在37℃,瀝干后加入海泡石粉末和碳酸鋇粉末,混勻后進行熔融反應,并在反應后與支鏈淀粉進行混勻,即得。
一種陶瓷基3D打印材料的制備方法,具體步驟為:
首先,將改性納米陶瓷粉末、有機硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、石墨烯、納米氧化鋁、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻,放置反應釜中,熱處理后接著使用超聲振蕩處理,超聲振蕩處理的功率為730W,時間為30分鐘,置于4℃溫度下低溫烘干造粒,得到陶瓷基3D打印材料。
實施例4
一種陶瓷基3D打印材料,按照重量份的主要原料為:改性納米陶瓷粉末10份、有機硅油6份、聚丙烯酰胺14份、殼聚糖4份、石墨烯11份、納米氧化鋁1.1份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.05份、酚醛樹脂17份、碳酸鈣1.3份;所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中,浸泡溫度控制在37℃,瀝干后加入海泡石粉末和碳酸鋇粉末,混勻后進行熔融反應,并在反應后與支鏈淀粉進行混勻,即得。
一種陶瓷基3D打印材料的制備方法,具體步驟為:
首先,將改性納米陶瓷粉末、有機硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、石墨烯、納米氧化鋁、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻,放置反應釜中,熱處理后接著使用超聲振蕩處理,超聲振蕩處理的功率為730W,時間為30分鐘,置于4℃溫度下低溫烘干造粒,得到陶瓷基3D打印材料。
實施例5
一種陶瓷基3D打印材料,按照重量份的主要原料為:改性納米陶瓷粉末11份、有機硅油6份、聚丙烯酰胺15份、殼聚糖4份、石墨烯12份、納米氧化鋁1.2份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.05份、酚醛樹脂18份、碳酸鈣2.0份;所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中,浸泡溫度控制在37℃,瀝干后加入海泡石粉末和碳酸鋇粉末,混勻后進行熔融反應,并在反應后與支鏈淀粉進行混勻,即得。
一種陶瓷基3D打印材料的制備方法,具體步驟為:
首先,將改性納米陶瓷粉末、有機硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、石墨烯、納米氧化鋁、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻,放置反應釜中,熱處理后接著使用超聲振蕩處理,超聲振蕩處理的功率為730W,時間為30分鐘,置于4℃溫度下低溫烘干造粒,得到陶瓷基3D打印材料。
經驗證,與中國專利“一種用于3D打印的納米陶瓷材料及其3D打印成型方法”(公開/公告號:CN 105130402A)具體實施例1-5相比,本發明實施例1-5所制備的3D打印材料耐磨損能力提高60%以上;抗沖擊韌性提高30-40%;拉伸強度提高15%左右。
對于本領域技術人員而言,顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節,而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現本發明。因此,無論從哪一點來看,均應將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外,應當理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領域技術人員應當將說明書作為一個整體,各實施例中的技術方案也可以經適當組合,形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。