[发明专利]一种3D打印用氮化硅陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于，所述的3D打印用氮化硅陶瓷材料由以下质量份数物质构成：高分子聚合物5.2%—35%、石墨烯纤维1.1%—6.5%、尼龙纤维1.1%—6.5%、合金粉2%—15%、抗氧化剂0.2%—0.8%、氮化硼纳米片10%—25%、偶联剂1.5%—4.5%、玻璃纤维1.1%—6.5%、粘接剂0.05%—0.2%，膨润土1.1%—6.5%、余量为氮化硅陶瓷粉。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的合金粉、膨润土及氮化硅陶瓷粉均为50—600目的粉末结构，所述的高分子聚合物为直径0.5—3.5毫米。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的高分子聚合物为聚乳酸、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚己内酯中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的合金粉为锰合金、钨合金、铜合金、铝镁合金及锌合金中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂626中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂，种类为KH-590、KH-570、KH-560和KH-550中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的粘接剂为热固性弹性体及热塑性弹性体中的任意一种。

8.一种3D打印用氮化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述的3D打印用氮化硅陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：

第一步，原料预处理，先将高分子聚合物、氮化硼纳米片、氮化硅陶瓷粉同时添加到总量1.5—3倍的去离子水中，并在25℃—50℃恒温环境下，以80—300r/min匀速单向搅拌10—15分钟，然后对混合物进行干燥，并在干燥后的混合物含水量低于5%，然后对混合物破碎得到300目以上粉状混合物备用；

第二步，混料，将石墨烯纤维、尼龙纤维、合金粉、抗氧化剂、粘接剂、偶联剂、膨润土、玻璃纤维和第一步制备的粉状混合物一同添加到搅拌设备中，在20℃—60℃恒温环境下搅拌均匀，并在完成搅拌后保温静置10—20分钟；

第三步，初步造粒，完成第二步后，将经过混合后的物料添加到捏炼机中，捏炼10—120分钟，然后将捏炼后的物料添加到螺杆挤出机中进行挤出作业，并由温度为0℃—5℃、风速为3m/s—10 m/s的低温空气对挤出后的物料进行降温冷却，然后将挤出的物料通过粉碎造粒机粉碎成直径为0.1—3毫米的颗粒物料备用，其中螺杆挤出机挤出作业的最高温度不超过200℃，挤出螺杆转速为50—300r/min；

第四步，烧结成型，将第四步得到的颗粒物料在500℃—1200℃恒温环境加热30—120分钟，然后自然冷却至常温，最后对冷却护的物料粉碎得到50—300目的粉末，即可得到成品3D打印陶瓷材料。

9.根据权利要求8所述的一种3D打印用氮化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述的石墨烯纤维、尼龙纤维长度均为0.5—10毫米。