[發明專利]一種3D打印用氮化硅陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711141846.7
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN108033793A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 朱洋;邵蓉
• 申請（專利權）人: 南京旭羽睿材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/584
• 分類號: C04B35/584;C04B35/82;B33Y30/00;C22C49/00;B22F1/00;C22C101/10;C22C101/06
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1.一種3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于，所述的3D打印用氮化硅陶瓷材料由以下質量份數物質構成：高分子聚合物5.2%—35%、石墨烯纖維1.1%—6.5%、尼龍纖維1.1%—6.5%、合金粉2%—15%、抗氧化劑0.2%—0.8%、氮化硼納米片10%—25%、偶聯劑1.5%—4.5%、玻璃纖維1.1%—6.5%、粘接劑0.05%—0.2%，膨潤土1.1%—6.5%、余量為氮化硅陶瓷粉。

2.根據權利要求1所述的一種3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的合金粉、膨潤土及氮化硅陶瓷粉均為50—600目的粉末結構，所述的高分子聚合物為直徑0.5—3.5毫米。

3.根據權利要求1所述的一種3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的高分子聚合物為聚乳酸、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚己內酯中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的一種3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的合金粉為錳合金、鎢合金、銅合金、鋁鎂合金及鋅合金中的任意一種。

5.根據權利要求1所述的一種3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的抗氧化劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑626中的任意一種。

6.根據權利要求1所述的一種3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑，種類為KH-590、KH-570、KH-560和KH-550中的任意一種。

7.根據權利要求1所述的一種3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于：所述的粘接劑為熱固性彈性體及熱塑性彈性體中的任意一種。

8.一種3D打印用氮化硅陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述的3D打印用氮化硅陶瓷材料的制備方法包括以下步驟：

第一步，原料預處理，先將高分子聚合物、氮化硼納米片、氮化硅陶瓷粉同時添加到總量1.5—3倍的去離子水中，并在25℃—50℃恒溫環境下，以80—300r/min勻速單向攪拌10—15分鐘，然后對混合物進行干燥，并在干燥后的混合物含水量低于5%，然后對混合物破碎得到300目以上粉狀混合物備用；

第二步，混料，將石墨烯纖維、尼龍纖維、合金粉、抗氧化劑、粘接劑、偶聯劑、膨潤土、玻璃纖維和第一步制備的粉狀混合物一同添加到攪拌設備中，在20℃—60℃恒溫環境下攪拌均勻，并在完成攪拌后保溫靜置10—20分鐘；

第三步，初步造粒，完成第二步后，將經過混合后的物料添加到捏煉機中，捏煉10—120分鐘，然后將捏煉后的物料添加到螺桿擠出機中進行擠出作業，并由溫度為0℃—5℃、風速為3m/s—10 m/s的低溫空氣對擠出后的物料進行降溫冷卻，然后將擠出的物料通過粉碎造粒機粉碎成直徑為0.1—3毫米的顆粒物料備用，其中螺桿擠出機擠出作業的最高溫度不超過200℃，擠出螺桿轉速為50—300r/min；

第四步，燒結成型，將第四步得到的顆粒物料在500℃—1200℃恒溫環境加熱30—120分鐘，然后自然冷卻至常溫，最后對冷卻護的物料粉碎得到50—300目的粉末，即可得到成品3D打印陶瓷材料。

9.根據權利要求8所述的一種3D打印用氮化硅陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述的石墨烯纖維、尼龍纖維長度均為0.5—10毫米。