[发明专利]一种基于自发热固化技术的3D打印陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种基于自发热固化技术的3D打印陶瓷，其特征在于由以下重量份的原料制得：

木岱瓷土35～40份，高岭土10～15份，氧化铝20～24份，氧化锆13～18份，氧化硅10～15份，碱剂7～12份，硅酸钠2～4份，表面活性剂5～8份，有机溶剂50～80份。

2.根据权利要求1所述的一种基于自发热固化技术的3D打印陶瓷，其特征在于：

所述的碱剂由氢氧化钠和氧化钙按重量比10：2～3组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于自发热固化技术的3D打印陶瓷，其特征在于：

所述的表面活性剂为二甲基硅氧烷表面活性剂、三聚硅氧烷聚醚表面活性剂或聚硅氧烷磷酸酯甜菜碱表面活性剂中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于自发热固化技术的3D打印陶瓷，其特征在于：

所述的有机溶剂为异己烷、乙醇、乙二醇、正丙醇、丙二醇、异丙醇或正丁醇中的一种。

5.一种根据权利要求1～4任一所述的基于自发热固化技术的3D打印陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a）粉料制备：将木岱瓷土、高岭土、氧化铝、氧化锆和氧化硅混合后粉碎并过1500～2000目筛制得粉料，将粉料加入到粉料重量1～1.5倍的水中，然后再加入表面活性剂，接着以400～800rpm的转速球磨1～3小时，之后烘干并粉碎，过1300～1800目筛后制得改性粉料；

b）浆料制备：将改性粉料和碱剂、硅酸钠混合均匀，然后将获得的混合物加入到有机溶剂中，以100～200rpm的转速搅拌6～8小时制得用于3D打印的自发热固化陶瓷浆料；

c）3D打印成型：按要求设计3D打印模型和3D打印参数，并将用于3D打印的自发热固化陶瓷浆料注入3D打印机在高湿度环境下打印形成坯体；所述高湿度环境的湿度大于75%；

d）坯体烧结：将坯体置于烧结炉中进行烧结，首先以2～3℃/min的升温速率升温到500～600℃并保温1～2小时，接着以2～3℃/min的升温速率升温至600～800℃并保温30～50分钟，然后以3～5℃/min的升温速率升温至1100～1200℃并保温2～3小时，最后自然冷却至室温，制得基于自发热固化技术的3D打印陶瓷。

6.根据权利要求5所述的一种基于自发热固化技术的3D打印陶瓷的制备方法，其特征在于：

所述的碱剂和硅酸钠在使用前先粉碎并过1000～1500目筛。

7.根据权利要求5所述的一种基于自发热固化技术的3D打印陶瓷的制备方法，其特征在于：

所述步骤b在干燥环境下进行。

8.根据权利要求5所述的一种基于自发热固化技术的3D打印陶瓷的制备方法，其特征在于：

所述步骤c中的高湿度环境为流通的高湿度环境。

9.根据权利要求5所述的一种基于自发热固化技术的3D打印陶瓷的制备方法，其特征在于：

所述步骤c 中3D打印参数包括打印厚度、打印速度和打印喷头压力。

10.根据权利要求9所述的一种基于自发热固化技术的3D打印陶瓷的制备方法，其特征在于：

所述的打印厚度为0.2～0.5mm，所述的打印速度为40～60mm/s，所述的打印喷头压力为1～1.5atm。