[发明专利]一种用于3D打印的堇青石陶瓷浆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于3D打印的堇青石陶瓷浆料及其制备方法。本发明所述的浆料的原料成分包括：堇青石陶瓷粉体、光固化树脂预混液、表面活性剂、分散剂和光引发剂。浆料以体积份计，堇青石陶瓷粉体为40‑60份，预混液为40‑60份。其中，表面活性剂、分散剂和光引发剂以质量百分数计，表面活性剂占堇青石陶瓷粉体的1%‑3%，分散剂占堇青石陶瓷粉体的2%‑8%，光引发剂占光固化树脂预混液的0.3%‑5%。本发明公开的浆料具有较好的分散稳定性，浆料在避光的条件下可长期保存而不发生沉淀分离，可直接用于光固化3D打印。用于3D打印的堇青石陶瓷浆料为3D打印提供了新的可打印陶瓷材料，同时也为堇青石陶瓷器件的制备与应用提供了一种新的生产技术方案。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种用于3D打印的堇青石陶瓷浆料及其制备方法。

背景技术

DLP光固化3D打印技术(Digital Light Processing)，也称为面曝光光固化3D打印技术，是目前陶瓷3D打印技术中比较成熟的一项技术，它的工作原理是计算机对打印模型进行分层切片处理，然后通过DMD（digital micro-mirror device）根据分层信息在工作面上成像形成动态掩膜，对光敏浆料进行曝光操作，受曝光的浆料发生光聚合反应并固化成零件的一个截面，当前层固化完毕之后, 支撑平台移动一个层厚的高度, 浆料将在之前固化好的表面再形成新的固化层, 新固化层牢固地黏合在前一层上, 依次重复直至零件打印完毕。

因此，DLP光固化3D打印技术具有成型速度快、高度柔性化、成型精度高等优势。其中，制备出粘度小、固相含量高、分散性稳定的陶瓷浆料是用于DLP光固化3D打印技术的关键所在。

堇青石陶瓷具有热膨胀系数低，抗热震性能好，化学稳定性好，热导率小，介电常数低等特点，被广泛用于汽车、电子、化工、环境保护等领域，可用作优质的催化剂载体、多孔材料、耐火材料和电子封装材料等。堇青石多产于片麻岩和花岗岩中，原材料来源广泛，价格便宜，具有极高的应用价值。堇青石不但具有结构疏松、抗热震性好、热膨胀系数低等特点，还具有良好的吸附性能以及孔壁薄、几何表面积大等特点，可以收集有害物质，并且与各种催化剂活性组分的匹配性良好，适宜作为多孔材料使用，可用于制备多孔材料如蜂窝陶瓷，作为净化废气的理想催化剂载体和过滤装置，用于汽车尾气净化、金属熔体过滤、高温烟气过滤、超细粒子过滤、催化燃烧、热交换等化学加工过程。

目前蜂窝结构陶瓷的制备方法主要是挤压成形工艺和热压铸成形工艺，这两种方法生产周期长，能源消耗大，无法成形任意复杂结构。针对这些缺点，通过配制出可用于DLP光固化3D打印成型的堇青石陶瓷浆料，充分发挥DLP光固化3D打印技术成形效率高、成形精度高且能够成形任意复杂结构的优势，能够为蜂窝结构陶瓷的制备提供一种新的技术手段。目前，市场上还未出现一款可用于光固化3D打印的堇青石陶瓷浆料的案例。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，本发明提供一种用于3D打印的堇青石陶瓷浆料，旨在为解决现有技术中堇青石陶瓷制备方法生产周期长，能源消耗大，无法成形任意复杂结构的缺陷等问题提供材料基础。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种用于3D打印的堇青石陶瓷浆料，其中，包括：

堇青石陶瓷粉体、光固化树脂预混液、表面活性剂、分散剂和光引发剂，堇青石陶瓷浆料的固含量为40-60vol%。

所述的用于3D打印的堇青石陶瓷浆料，其中，以重量份数计，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯70-80份，乙二醇二丙烯酸酯20-30份。

所述的用于3D打印的堇青石陶瓷浆料，其中，所述堇青石粉体的粒径为0.1-40 μm。