[發明專利]一種基于3D打印和表面涂覆微米/納米顆粒制備超疏水高強度陶瓷釉薄層的方法

有效

• 申請號: 201810051000.2
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108249961B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 潘家敬;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C04B41/89
• 分類號: C04B41/89;C03C8/14;B33Y70/10;B33Y10/00
• 代理公司: 重慶晟軒知識產權代理事務所(普通合伙) 50238
• 代理人: 孔玲瓏

本發明涉及陶瓷技術領域，公開了一種基于3D打印和表面涂覆微米/納米顆粒制備超疏水高強度陶瓷釉薄層的方法。該制備方法先使用三維掃描儀對成型的陶瓷胚體外部輪廓形狀進行掃描得到陶瓷胚體模型，在其外表面構建陶瓷釉3D薄層模型，將模型數據輸入3D打印機中，使用3D打印在陶瓷釉表面堆積形成陶瓷釉薄層，再經過浸涂微米/納米漿液，最后經過燒結得到超疏水陶瓷釉薄層。本發明陶瓷釉薄層表面具有超疏水性能，節省原料。

技術領域

本發明涉及陶瓷技術領域，尤其是涉及一種基于3D打印和表面涂覆微米/納米顆粒制備超疏水高強度陶瓷釉薄層的方法。

背景技術

陶瓷釉面質量的好壞直接影響上釉產品的性能和質量，而釉面質量的好壞除與釉料配方、釉漿制備工藝及燃燒條件有關外還與施釉工藝有關。隨著陶瓷的不斷發展，施釉工藝也向高質量，低能耗，更適合現代化生產的方向發展。現有技術對陶瓷釉性能改性主要涉及其表面亮度、強度、抗菌、防輻射、抗靜電等，對陶瓷釉疏水改性的研究報道較少，將陶瓷釉制作成疏水的表面形貌可以使陶瓷釉具有類似荷葉的自清潔功能。

中國專利公開號CN1356280A公開了一種永久自潔凈納米陶瓷釉，它是在普通陶瓷釉中添加進多種納米氧化物材料，改變傳統陶瓷釉配方，使用傳統的陶瓷類產品制備工藝燒結，使新陶瓷類產品陶瓷釉表面具有納米結構，因此具有疏水和永久性自清潔功能。此發明利用納米離子氧化物覆在陶瓷表面，改變陶瓷表面的粗糙結構，使陶瓷具有一定的疏水性能。

上述公開的一種永久自潔凈納米陶瓷釉存在以下技術問題：將納米氧化物混雜在陶瓷釉料中，在陶瓷胚體表面上釉過程中，大部分的納米氧化物混在陶瓷釉內部，處于陶瓷釉表面的納米氧化物顆粒非常少，陶瓷釉表面的粗糙度不高，使陶瓷釉疏水性較為一般，另外混入釉料中的納米顆粒到達不了陶瓷胚體表面，這部分納米顆粒得不到應用，浪費原料。

發明內容

本發明是為了克服現有技術陶瓷釉表面疏水性不佳，原料浪費的問題，提供一種節約原料的超疏水陶瓷釉薄層的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種基于3D打印和表面涂覆微米/納米顆粒制備超疏水高強度陶瓷釉薄層的方法，包括以下步驟：

(1)建模：使用三維掃描儀對成型的陶瓷胚體外部輪廓形狀進行掃描得到三維點云數據，將三維點云數據輸入電腦，得到陶瓷胚體模型，然后在陶瓷胚體模型的外表面構建陶瓷釉3D 薄層模型，再將陶瓷釉3D薄層模型分解成一系列厚度為200～300μm的二維模型；

(2)上釉：將步驟(1)中陶瓷釉3D薄層模型數據輸入3D打印機配套設備中，設置打印程序，然后將陶瓷釉漿料加入3D打印機中，3D打印機噴頭在陶瓷胚體表面噴射陶瓷釉墨水，在陶瓷釉表面堆積形成陶瓷釉薄層；

(3)浸涂：將質量百分比濃度為5～10％白云石微米顆粒、6～12％納米二氧化硅顆粒和5～8％高嶺土加入到蒸餾水中，攪拌均勻得到漿液，然后將覆蓋有陶瓷釉薄層的陶瓷胚體浸入漿液中，取出后使用至上而下的熱風將陶瓷釉薄層表面的漿料吹散均勻；

(4)燒結：將上釉后的陶瓷放入窯爐中并在低溫條件下烘烤，然后對烘烤后的上釉陶瓷胚體進行高溫燒結，最后冷卻至室溫。