[发明专利]一种高固化能力的陶瓷3D打印膏料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高固化能力的陶瓷3D打印膏料，按重量份数，包括以下组分：光敏树脂25‑45份，SiC粉体30‑60份，分散剂0.5‑2.8份，光引发剂0.1‑0.5份，抗沉降剂0.2‑1份，无水乙醇25‑35份；所述光敏树脂为单官能团树脂单体和双官能团树脂单体的混合液，所述单官能团树脂单体和双官能团树脂单体的质量比为0.5‑1：2‑4。本发明还提供了上述陶瓷3D打印膏料的制备方法。这种高固化能力的陶瓷3D打印膏料，采用粉体包裹树脂提前预活化的方式，既能提升SiC浆料的固化性能，而且树脂也会在热处理阶段被烧掉，不会对最终的成品件性能有额外的影响。

技术领域

本发明涉及3D打印材料和方法的技术领域，尤其是涉及一种高固化能力的陶瓷3D打印膏料及其制备方法。

背景技术

陶瓷3D打印技术，根据其成型方式的不同，分为不同类型的3D打印成型工艺。而光固化陶瓷3D打印是目前业内公认最具应用前景的一种。

光固化陶瓷3D打印技术，采用的是将陶瓷粉体分散在光敏树脂形成陶瓷膏料/浆料，利用光敏树脂光聚合的特性充当粘结剂，进行选择性固化成型，打印出陶瓷生坯之后，再经过热处理脱除固化后的树脂同时使陶瓷粉体致密化，得到最终的陶瓷成品件。

在陶瓷浆料的配制过程中，正常的光敏树脂固化相对较好控制，但陶瓷粉体的加入，会对固化过程有明显的影响，甚至会严重影响光敏树脂的固化过程，导致不能固化的情况。而陶瓷粉体对固化过程的影响，与陶瓷粉体本身的性质有很大关系。比如SiC陶瓷，由于其本身吸光严重，正常情况下，配成打印材料之后，很难固化。业内一般采用降低SiC的固含量或者向SiC打印材料中掺入Al₂O₃粉，以及用SiO₂包裹SiC粉的方式，以达到能够实现一定固化深度的目的。但是这些降低固含量和引入其它陶瓷的处理方式都有较明显的缺点，影响3D打印成型性能，并会对最终的产品性能有较明显的影响。

公开号为CN106810215A的中国专利，提供了一种陶瓷浆料的制备及3D打印光固化成型方法。主要包括：陶瓷粉体：25-85vol％，光敏树脂预混液：15-75vol％。包括如下几个步骤，A)光敏树脂预混液的制备：将低聚物、活性稀释剂、光引发剂、分散剂、光敏剂和增感剂按一定配比中速搅拌下0.5-3h，使各组分充分混合均匀；B)将上述预混液与陶瓷粉体按一定体积配比置于球磨机中，球磨5-15h，制备得到高固相含量和低粘度的陶瓷浆料。该专利形成的产品为陶瓷浆料，在固化体系上存在一定的缺陷。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种高固化能力的陶瓷3D打印膏料，采用粉体包裹树脂提前预活化的方式，既能提升SiC浆料的固化性能，而且树脂也会在热处理阶段被烧掉，不会对最终的成品件性能有额外的影响。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高固化能力的陶瓷3D打印膏料，按重量份数，包括以下组分：光敏树脂25-45份，SiC粉体30-60份，分散剂0.5-2.8份，光引发剂0.1-0.5份，抗沉降剂0.2-1份，无水乙醇25-35份；

所述光敏树脂为单官能团树脂单体和双官能团树脂单体的混合液，所述单官能团树脂单体和双官能团树脂单体的质量比为0.5-1：2-4。

优选地，所述单官能团树脂单体为2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯或丙烯酸异冰片酯中的至少一种；所述单官能团树脂单体的粘度20cps。

优选地，所述双官能团树脂单体为聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯或二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种；所述双官能团树脂单体的粘度20cps。

优选地，所述SiC粉体为SiC陶瓷粉体，其粒径范围为0.5-10μm，形状为近球形。

优选地，所述分散剂为BYK-111、D-801或Solsperse20000中的至少一种。