[發明專利]3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷組合物、漿料、制法及應用

有效

• 申請號: 201811087305.5
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109111223B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 陳濤;儲成義;孫愛華;吳煥圣;郭建軍;李志祥;晏育剛;許高杰;程昱川
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所;寧波新福鈦白粉有限公司
• 主分類號: C04B35/46
• 分類號: C04B35/46;C04B35/626;C04B35/63;C04B35/632;C04B35/634;C04B35/636;B28B1/00;B33Y70/10;B33Y10/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明公開了一種3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷組合物、漿料、制法及應用。所述3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷漿料包括：二氧化鈦陶瓷材料、分散劑、粘結劑和溶劑，所述分散劑包括六偏磷酸鈉、檸檬酸鈉和三聚磷酸鈉等，所述粘結劑包括海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、聚乙二醇和高嶺土等。所述制備方法可成功應用于3D直寫打印二氧化鈦陶瓷制件。本發明可制備固相含量較高的3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷漿料，工藝簡單，環保經濟，成型性能良好；通過3D直寫打印制造工藝對制備得到的二氧化鈦陶瓷漿料進行直寫打印，以此實現二氧化鈦陶瓷的個性化制造，可打印精度較高的二氧化鈦陶瓷制件，在生物材料與光催化等領域具有很大的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種3D直寫打印用陶瓷漿料制備技術，具體涉及一種3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷組合物、二氧化鈦陶瓷漿料及其制備方法，以及其在3D直寫打印中的應用，屬于陶瓷材料增材制造技術領域。

背景技術

陶瓷材料由于其高強度、高硬度、耐磨性、耐腐蝕性和化學穩定性等優良性能，使得其在工業生產與社會生活中有著廣泛的應用。但是由于其高硬度與脆性大的特點致使陶瓷材料的成型加工比較困難。傳統陶瓷的成型方式需要模具，難以成型具有復雜結構的陶瓷制件和實現個性化陶瓷樣件的制造，這在很大程度上限制了陶瓷制品的應用與發展。增材制造技術在陶瓷材料領域發展迅速，通過增材制造技術可以實現陶瓷材料的個性化無模制造，以此滿足人們日益增長的多樣化需求。二氧化鈦由于具有優異的生物相容性與光催化性能，其可以在醫療健康領域及降解工業與生活廢水中有機物等方面發揮重要作用，利用陶瓷增材制造方式可以實現二氧化鈦陶瓷材料的個性化無模制造，可以滿足人們對二氧化鈦陶瓷材料結構多樣化、精細化和復雜化需求。3D直寫打印技術作為一種有效的陶瓷材料增材制造方式，綜合了計算機輔助控制，機電技術，材料制備等領域技術，其通過噴頭對陶瓷漿料的逐層堆積成型陶瓷樣件，最后通過恰當的后處理方式得到二氧化鈦陶瓷制品。

相比于陶瓷材料的光固化成型方法與激光選區燒結等成型方式，陶瓷3D直寫打印技術具有操作簡單，精度較高，相對經濟，對環境友好等優勢，在陶瓷材料增材制造領域得到廣泛應用。但是至今，應用于3D直寫打印技術的合適的高固含量陶瓷漿料尚未見報道。因此，尋求一種能夠適用于3D直寫打印技術、打印精度較高的高固含量陶瓷漿料，已然成為業界研究人員長期以來一直努力的方向。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷組合物、二氧化鈦陶瓷漿料及其制備方法，以克服現有技術的不足。

本發明的另一主要目的在于提供該3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷漿料在3D直寫打印中的應用。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷組合物，其包括：二氧化鈦陶瓷材料、分散劑和粘結劑，其中，所述分散劑包括六偏磷酸鈉、檸檬酸鈉和三聚磷酸鈉中的任意一種或兩種以上的組合，所述粘結劑包括海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、聚乙二醇和高嶺土中的任意一種或兩種以上的組合。

本發明實施例還提供了一種3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷漿料，其包括：二氧化鈦陶瓷材料、分散劑、粘結劑和溶劑，其中，所述分散劑包括六偏磷酸鈉、檸檬酸鈉和三聚磷酸鈉中的任意一種或兩種以上的組合，所述粘結劑包括海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、聚乙二醇和高嶺土中的任意一種或兩種以上的組合。

本發明實施例還提供了前述的3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷漿料的制備方法，其包括：將二氧化鈦陶瓷材料、分散劑、粘結劑和溶劑均勻混合，之后進行攪拌，獲得所述3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷漿料。

本發明實施例還提供了前述的3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷漿料于3D直寫打印中的應用。

本發明實施例還提供了一種二氧化鈦陶瓷漿料的3D直寫打印方法，其包括：

采用3D直寫打印裝置，使前述的3D直寫打印用二氧化鈦陶瓷漿料打印形成二氧化鈦陶瓷制件；