[发明专利]一种光固化硅藻土陶瓷膏料的制备方法

说明书

一种光固化硅藻土陶瓷膏料及其制备方法，膏料包括陶瓷粉体、表面改性剂、预混液和分散剂；陶瓷粉体为经纯碱热处理过的硅藻土粉末；预混液包括混合物A和光引发剂；制备方法是先将经纯碱热处理过的硅藻土粉末作为陶瓷粉体原材料，在其中加入表面活性剂和分散剂，以无水乙醇作为湿磨介质，在球磨机中球磨改性得到陶瓷混和粉末；然后按照质量比混合脂环族环氧树脂CY179、1,6一己二醇二丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯形成混合物A；在混合物A中加入光引发剂得到预混液；最后将陶瓷混和粉末加入至预混液中，在均质机中搅拌均匀，得到硅藻土陶瓷膏料；本发明能够实现硅藻土陶瓷复杂件的光固化成型。

技术领域

本发明属于硅藻土陶瓷制备技术领域，具体涉及一种光固化硅藻土陶瓷膏料及其制备方法。

背景技术

硅藻土是单细胞藻类死亡后遗留下的外壳，作为一种天然的矿质材料，其丰富的孔隙和独特的分子筛结构使其在食品、环境、热学、生物等领域均有广泛地应用，特别是在环境净化领域，硅藻土及其陶瓷制品更是具有无可替代的地位。近年来，随着全球工业的快速发展，环境净化，特别是重离子和持续性污染物的净化愈发重要，这对硅藻土陶瓷制品的结构优化和功能扩展有了更为苛刻的要求。目前，硅藻土陶瓷常用的制备方法是模压法，或者采用陶瓷浆料进行注浆成型、发泡成型、凝胶注模成型、间接3D打印成型等，最后通过烧结和加工工序得到所需的陶瓷构件，这些制备方法有着研发周期长，加工带来的成本高，以及无法制备功能-结构一体化的梯度镂空结构的缺点，严重限制了硅藻土陶瓷在水净化效率上的提升。

近些年，陶瓷的增材制造技术逐渐兴起，使得陶瓷材料的近净尺寸成型成为可能，其层层打印、层层叠加的工作原理也使得复杂陶瓷功能件的成型得以实现。目前，常用于陶瓷增材制造的方法有：基于丝材成型的熔融沉积成型工艺(FDM)、基于粉料成型的选择性激光烧结工艺(SLS)、基于陶瓷膏料的光固化成型(DLP/SLA)。比较这三种方法，光固化成型方法精度高，更利于成型精细复杂件；但是光固化成型需要一种性能优异的陶瓷膏料。硅藻土的光固化成型目前存在的主要问题是还没有适用于打印的陶瓷膏料，因此，制备一种适用于硅藻土光固化成型的膏料是实现硅藻土功能拓展的关键一步。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种光固化硅藻土陶瓷膏料及其制备方法，能够实现硅藻土陶瓷复杂件的光固化成型。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种光固化硅藻土陶瓷膏料，包括陶瓷粉体、表面改性剂、预混液和分散剂；陶瓷粉体为经纯碱热处理过的硅藻土粉末；预混液包括混合物A和光引发剂；混合物A为脂环族环氧树脂CY179、1,6一己二醇二丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯的混合液，脂环族环氧树脂 CY179、1,6一己二醇二丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯的质量比为 (5-5.5)：(2.8-3.2)：(0.9-1)；光引发剂为自由基光引发剂苯偶酰双甲醚和阳离子型光引发剂二芳基碘鎓盐的混合物，苯偶酰双甲醚占混合物A的质量的0.5-1％，二芳基碘鎓盐占脂环族环氧树脂CY179质量的0.5-1％；预混液的质量为陶瓷混和粉末质量的60～81％，陶瓷混和粉末为陶瓷粉体、表面改性剂和分散剂混合、球磨后得到改性后的混和粉末。

所述的硅藻土粉末经纯碱热处理过后，其中位粒径为7um，SiO₂的含量大于85％。

所述的表面改性剂为硅烷偶联剂KH560，质量为陶瓷粉体质量的 0.5-1％。

所述的分散剂为失水山梨糖醇脂肪酸酯，质量为陶瓷粉体质量的 1-6％。

一种光固化硅藻土陶瓷膏料的制备方法，包括以下步骤：

经纯碱热处理过的硅藻土粉末作为陶瓷粉体原材料，在其中加入陶瓷粉体质量的0.5-1％的表面活性剂KH560和陶瓷粉体质量的1-6％的分散剂失水山梨糖醇脂肪酸酯，以无水乙醇作为湿磨介质，在球磨机中球磨改性得到陶瓷混和粉末；