[发明专利]一种基于3D打印和表面涂覆微米/纳米颗粒制备超疏水高强度陶瓷釉薄层的方法

说明书

本发明涉及陶瓷技术领域，公开了一种基于3D打印和表面涂覆微米/纳米颗粒制备超疏水高强度陶瓷釉薄层的方法。该制备方法先使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到陶瓷胚体模型，在其外表面构建陶瓷釉3D薄层模型，将模型数据输入3D打印机中，使用3D打印在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层，再经过浸涂微米/纳米浆液，最后经过烧结得到超疏水陶瓷釉薄层。本发明陶瓷釉薄层表面具有超疏水性能，节省原料。

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，尤其是涉及一种基于3D打印和表面涂覆微米/纳米颗粒制备超疏水高强度陶瓷釉薄层的方法。

背景技术

陶瓷釉面质量的好坏直接影响上釉产品的性能和质量，而釉面质量的好坏除与釉料配方、釉浆制备工艺及燃烧条件有关外还与施釉工艺有关。随着陶瓷的不断发展，施釉工艺也向高质量，低能耗，更适合现代化生产的方向发展。现有技术对陶瓷釉性能改性主要涉及其表面亮度、强度、抗菌、防辐射、抗静电等，对陶瓷釉疏水改性的研究报道较少，将陶瓷釉制作成疏水的表面形貌可以使陶瓷釉具有类似荷叶的自清洁功能。

中国专利公开号CN1356280A公开了一种永久自洁净纳米陶瓷釉，它是在普通陶瓷釉中添加进多种纳米氧化物材料，改变传统陶瓷釉配方，使用传统的陶瓷类产品制备工艺烧结，使新陶瓷类产品陶瓷釉表面具有纳米结构，因此具有疏水和永久性自清洁功能。此发明利用纳米离子氧化物覆在陶瓷表面，改变陶瓷表面的粗糙结构，使陶瓷具有一定的疏水性能。

上述公开的一种永久自洁净纳米陶瓷釉存在以下技术问题：将纳米氧化物混杂在陶瓷釉料中，在陶瓷胚体表面上釉过程中，大部分的纳米氧化物混在陶瓷釉内部，处于陶瓷釉表面的纳米氧化物颗粒非常少，陶瓷釉表面的粗糙度不高，使陶瓷釉疏水性较为一般，另外混入釉料中的纳米颗粒到达不了陶瓷胚体表面，这部分纳米颗粒得不到应用，浪费原料。

发明内容

本发明是为了克服现有技术陶瓷釉表面疏水性不佳，原料浪费的问题，提供一种节约原料的超疏水陶瓷釉薄层的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于3D打印和表面涂覆微米/纳米颗粒制备超疏水高强度陶瓷釉薄层的方法，包括以下步骤：

(1)建模：使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到三维点云数据，将三维点云数据输入电脑，得到陶瓷胚体模型，然后在陶瓷胚体模型的外表面构建陶瓷釉3D 薄层模型，再将陶瓷釉3D薄层模型分解成一系列厚度为200～300μm的二维模型；

(2)上釉：将步骤(1)中陶瓷釉3D薄层模型数据输入3D打印机配套设备中，设置打印程序，然后将陶瓷釉浆料加入3D打印机中，3D打印机喷头在陶瓷胚体表面喷射陶瓷釉墨水，在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层；

(3)浸涂：将质量百分比浓度为5～10％白云石微米颗粒、6～12％纳米二氧化硅颗粒和5～8％高岭土加入到蒸馏水中，搅拌均匀得到浆液，然后将覆盖有陶瓷釉薄层的陶瓷胚体浸入浆液中，取出后使用至上而下的热风将陶瓷釉薄层表面的浆料吹散均匀；

(4)烧结：将上釉后的陶瓷放入窑炉中并在低温条件下烘烤，然后对烘烤后的上釉陶瓷胚体进行高温烧结，最后冷却至室温。