[发明专利]一种陶瓷组合物、其制品及其制备方法

说明书

本发明涉及一种陶瓷组合物，其包含无机粉末、稀释剂、粘结剂，其中所述稀释剂的沸点为150‑300℃，基于陶瓷组合物的总体积，所述稀释剂的含量为15‑60体积％，并且基于陶瓷组合物的总体积，所述无机粉末的含量为20‑60体积％。本发明还涉及一种使用本发明的陶瓷组合物制备的陶瓷制品及其制备方法。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，具体地，涉及一种增材制造用陶瓷组合物、其制品及其制备方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，增材制造技术在各行各业得到广泛的应用。增材制造技术(additive manufacturing)俗称3D打印，该项技术融合计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品。通常地，依据所选择的具体的材料类型，增材制造的主要成型技术包括熔融式沉积(FDM)、电子束自由成形制造(EBF)、直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化成型(EBM)、选择性激光熔化成型(SLM)、选择性热烧结(SHS)、选择性激光烧结(SLS)、分层实体制造(LOM)、石膏3D打印(PP)、立体平板印刷(SLA)、数字光处理(DLP)、材料喷射打印、自动注浆成型(robocasing)等。

陶瓷材料在生产生活中应用广泛。陶瓷材料与增材制造技术的结合，从而可以制备具有复杂几何结构的陶瓷制品。使用增材制造技术制造形态多样的制品对材料本身具有特定的要求。CN105566860A公开了一种用于3D光固化成型打印的陶瓷材料，按重量百分比计，包括以下组分：光固化树脂25-85wt％；改性无机粉料15-75wt％，所述光固化树脂，按重量份计，包括以下组分：光固化树脂预聚体25-100份；活性稀释剂0-30份；光引发剂2-10份。所述活性稀释剂为丙烯酸酯单体。CN105645840A公开了一种用于3D打印的陶瓷材料，其由多孔陶瓷微球和热塑性树脂组成，所述陶瓷微球占总重量80％-99％，所述热塑性树脂占总重量1％-20％。

发明内容

在一方面，本发明涉及一种陶瓷组合物，其包含无机粉末，稀释剂，粘结剂，其中

所述稀释剂的沸点为150-300℃，

基于陶瓷组合物的总体积，所述稀释剂的含量为15-60体积％，并且

基于陶瓷组合物的总体积，所述无机粉末的含量为20-60体积％。

在一个实施方案中，粘结剂为光聚合树脂，所述光聚合树脂包含可光聚合化合物和光引发剂。

在另一个实施方案中，所述稀释剂在20℃下的蒸气压为0.5mmHg以下，和/或所述稀释剂的摩尔质量为50-800g/mol。

在又一个实施方案中，稀释剂选自多羟基化合物、C₃-C₂₀的脂肪族烷基酯、C₈-C₂₆的芳香族酯、C₇-C₂₀的芳香族醚及其组合，优选为多羟基脂肪族醇，更优选为C₂-C₆的脂肪族二、三醇及其聚合物。

在一个优选的实施方案中，稀释剂选自乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二苄酯、二苄醚、二苯醚及其组合，优选为乙二醇、二乙二醇或其组合。

在一个优选的实施方案中，基于陶瓷组合物的总体积，所述稀释剂的含量为20-45体积％。

在另一个优选的实施方案中，基于陶瓷组合物的总体积，所述无机粉末的含量为25-45体积％。

在一个实施方案中，无机粉末选自任选掺杂的金属或非金属的氧化物、碳化物、氮化物、硅酸盐、碳酸盐、硝酸盐、钛酸盐、氢氧化物、磷酸盐及其组合。