[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911355256.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN111138171A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫正東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽米物通訊科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/10
• 分類號(hào): C04B35/10;C04B35/80;C04B35/82;C04B35/626;C04B35/63;C04B35/636;B33Y70/10
• 代理公司: 北京和鼎泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11695
• 代理人: 李涵

1.一種高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料，其特征在于，包括質(zhì)量比1:0.5-1.5的組份A和組份B，所述組份A包括以下重量份數(shù)組份：金屬氧化物65-70份、復(fù)合強(qiáng)化纖維1.5-3份、磷酸二氫鋁0.4-1份、羧甲基纖維素2-4份；所述組份B包括以下重量份數(shù)組份：改性粉煤灰12-15份、生物質(zhì)炭1-3份、凹凸棒土10-18份、SBC樹脂3-6份、三甲基乙氧基硅烷0.5-1.2份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料，其特征在于：所述金屬氧化物包括氧化鈦、氧化釤、氧化硼、氧化鋁，四者質(zhì)量占比為氧化鈦20-22％、氧化釤3-5％、氧化硼4-7％、氧化鋁余量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料，其特征在于：所述復(fù)合強(qiáng)化纖維包括質(zhì)量比1:1-2：0-0.5的海泡石纖維、玻璃纖維、竹炭纖維組合物，纖維長徑比為6-9。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料，其特征在于：所述改性粉煤灰制備方法為，先取粉煤灰粉碎研磨至粒徑小于2mm，然后置于30-40vt％的乙醇溶液中，并不斷向其中通入氮?dú)猓{(diào)節(jié)溫度為60-70℃，保溫處理30min，然后向其中加入適量碳酸銨和硼粉，繼續(xù)在氮?dú)馔ㄈ霔l件下保溫處理30-60min，過濾，熱風(fēng)烘干即得改性粉煤灰。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料，其特征在于：氮?dú)馔ㄈ胨俾蕿?.5L/h；碳酸銨添加量為粉煤灰質(zhì)量的1-3％，硼粉的添加質(zhì)量為粉煤灰質(zhì)量的4-9％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料，其特征在于：所述生物質(zhì)炭由松木、秸稈、爬藤植物根莖制得，三者質(zhì)量比為1:3-4:0.1-0.5。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料，其特征在于，制備方法如下：

1)組份A的制備

按重量份數(shù)取料，將復(fù)合強(qiáng)化纖維置于過熱水蒸氣中階段升溫?zé)崽幚恚瑐溆茫粚Ⅳ燃谆w維素加水?dāng)嚢璩珊隣睿缓髮⒘姿岫滗X加入其中，65±5℃攪拌10-20min，得混料一備用；將熱處理后的復(fù)合強(qiáng)化纖維與金屬氧化物共混，采用濕法球磨20-24h，然后將混料一加入其中，繼續(xù)濕法研磨12-15h，取出后真空干燥，得組份A；

2)組份B的制備

按重量份數(shù)取料，將改性粉煤灰與生物質(zhì)炭在惰性氛圍下共混研磨5-8h，得混料二備用；將SBC樹脂與三甲基乙氧基硅烷共混，加熱至50-55℃，攪拌5-10min，然后加入凹凸棒土中，惰性氛圍下共混研磨2-4h，得混料三備用；將混料二、混料三共混，在惰性氛圍下共混研磨5-10h，得組份B；

3)陶瓷3D打印材料的制備

按質(zhì)量比取組份A、組份B，先在過熱水蒸氣中熱處理30min，然后以20-30wt％的乙醇水溶液為溶劑濕法研磨6-10h，取出后先80℃熱風(fēng)干燥至含水量低于30wt％，然后40-45℃熱風(fēng)干燥至含水量小于10wt％，最后55℃真空干燥至含水量小于1wt％，即得陶瓷3D打印材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料，其特征在于：組份A制備過程中過熱水蒸氣階段升溫具體為以5℃/min的速度由500℃升溫至800℃，且過程中每升高100℃保溫10min。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料，其特征在于：組份A制備過程中羧甲基纖維素中加水量為調(diào)節(jié)至黏度小于1000cP即可。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)度雙組份陶瓷3D打印材料，其特征在于：陶瓷3D打印材料制備過程中過熱水蒸氣溫度為110-140℃。