[發(fā)明專利]一種抗菌環(huán)保3D打印陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810037032.7
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN109467385B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王欣雨;李博
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州創(chuàng)屹機電科技有限公司
• 主分類號: C04B33/13
• 分類號: C04B33/13;C04B33/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明涉及3D打印陶瓷材料，公開了一種抗菌環(huán)保3D打印陶瓷材料及其制備方法。該材料由以下組分及重量份組成：改性高嶺土40?60份、氧化鋁20?25份、氧化鋯10?15份、二氧化鈦10?15份、丙烯酸樹脂8?10份、酚醛環(huán)氧樹脂3?5份、TPO?L0.3?0.5份、三芳基硫鎓鹽0.1?0.3份、分散劑0.5?1份。該材料能夠吸附空氣或水中的污染物和有害菌，在光照下可降解，并且該材料能夠兩次光照固化，成型效果好，適用于3D打印技術(shù)，制備方法工藝簡單，可制作成瓷磚、過濾器或裝飾品等一系列陶瓷制品，對3D打印陶瓷材料的開發(fā)及應(yīng)用有實際意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印陶瓷材料，尤其涉及一種抗菌環(huán)保3D打印陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

當今社會，健康是人們最關(guān)心的問題，空氣或水中含有對人體有害的各種污染物，此外，建筑裝飾材料中釋放的各種有害物質(zhì)也是危害人們健康的重要因素，目前，人們多選用空氣凈化器或凈水器擺放在室內(nèi)，達到凈化空氣和水的作用，但這些機器價格昂貴，需要電能驅(qū)動使用，并不經(jīng)濟環(huán)保，而且占用室內(nèi)空間，不夠美觀，耗材如不及時更換，還易出現(xiàn)二次污染的問題。

申請?zhí)枮?01610628106.5的中國專利公開了一種環(huán)保型3D打印用粘土材料，包括以下質(zhì)量配比的原料：粘土料：碳酸鈣粉末：草木灰：特定合成劑：淀粉合成劑：水＝20-30：8-16：6-10：4-9：4-6：10-25；具有較高耐磨強度、沖擊強度、抗震強度，塑性好，易成型，精度高等優(yōu)點，適用于3D打印成型技術(shù)，所用原料資源豐富，可循環(huán)利用，但是，該材料沒有抗菌和去除污染物的作用。

申請?zhí)枮?01611049167.2的中國專利公開了一種抑菌3D打印線材及其制備方法，所述制備方法包括：將水性環(huán)氧樹脂、硝酸銀和水混合后，過濾、烘干后得到抑菌樹脂；將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、所述抑菌樹脂、聚乳酸、光敏樹脂、尼龍、鋁粉、陶瓷纖維、引發(fā)劑、交聯(lián)劑和色料混合后熔融，形成熔融液M；將所述熔融液M拉絲成型得到所述抑菌3D打印線材，解決了3D打印材料長時間在潮濕環(huán)境中存放，其表面容易發(fā)霉的問題，也無法去除已有的污染物。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種抗菌環(huán)保3D打印陶瓷材料及其制備方法，采用殼聚糖改性的高嶺土和二氧化鈦為原料，能夠吸附空氣或水中的污染物和有害菌，在光照下可降解，并且成型效果好，適用于3D打印技術(shù)。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：該材料由以下組分及重量份組成：改性高嶺土40-60份、氧化鋁20-25份、氧化鋯10-15份、二氧化鈦10-15份、丙烯酸樹脂8-10份、酚醛環(huán)氧樹脂3-5份、TPO-L0.3-0.5份、三芳基硫鎓鹽0.1-0.3份、分散劑0.5-1份；其中改性高嶺土為殼聚糖表面包覆的高嶺土。

作為優(yōu)選，所述分散劑為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中的一種或幾種。

殼聚糖高溫煅燒后能夠形成有多孔結(jié)構(gòu)的活性炭，能夠吸附空氣或水中的污染物和有害菌，二氧化鈦有光催化效果，能夠在紫外光下降解被吸附的污染物，不易出現(xiàn)吸附飽和導(dǎo)致二次污染的問題；該陶瓷材料是一種3D打印材料，無需原坯和模具，制作精度高，制作周期短，可以實現(xiàn)個性化制作，因此不僅可以制備成陶瓷磚或陶瓷顆粒，還能夠制備成各種不同工藝擺件等裝飾品，因此在去除有害物質(zhì)的同時，還能達到美觀實用的效果；高嶺土表面包覆殼聚糖后，能夠降低黏土顆粒間的黏性，有利于降低漿料黏度，方便成型過程中漿料的擠出。

該材料的制備方法包含以下步驟：

1）稱取高嶺土加入水中，超聲分散10-30min，得到分散液；

2）在超聲條件下，逐滴加入殼聚糖醋酸水溶液，繼續(xù)超聲5-10min，過濾后得改性高嶺土；

3）將丙烯酸樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、TPO-L、三芳基硫鎓鹽、分散劑按配方混合成均勻溶液，再按配方加入改性高嶺土、氧化鋁、氧化鋯和二氧化鈦，攪拌，制成漿料。