[發(fā)明專利]一種光固化用納米二氧化鈦陶瓷膏料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911384486.2
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111018403A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王克杰;鮑崇高;宋索成;許海嫚;趙紀(jì)元;盧秉恒
• 申請（專利權(quán)）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: C04B26/04
• 分類號: C04B26/04;C04B35/46;C04B35/622;C08F283/10;C08F222/14;C08F222/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發(fā)明公開了一種光固化用納米二氧化鈦陶瓷膏料及其制備方法，包括TiO₂粉末、Y?縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、六偏磷酸鈉、迪高685濕潤分散劑、單體、相容劑和光引發(fā)劑，加入指定含量的單體作為稀釋膏料，降低粘度作用且防止膏料過稀，同時增加光固化產(chǎn)品的硬度，降低產(chǎn)品收縮率；單體中的高官能團樹脂能夠提高固化深度，提高固化的效率，結(jié)合光引發(fā)劑使膏料表面與紫外光作用效果比較劇烈，可引發(fā)膏料表面層迅速固化，深入膏料內(nèi)部，提高膏料表面與紫外光反應(yīng)的穩(wěn)定行，進一步提高固化效率，有利于光固化成型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二氧化鈦(TiO₂)膏料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光固化用納米二氧化鈦陶瓷膏料及其制備方法。

背景技術(shù)

陶瓷件的3D打印包括配置陶瓷漿料、繪制三維模型并切片、3D打印成型、燒結(jié)等流程，其無需原胚和模具，就能直接根據(jù)計算機圖形數(shù)據(jù)，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體，簡化產(chǎn)品的制造程序，縮短產(chǎn)生的研制周期，提高效率并降低成本。SLA立體光刻成型陶瓷技術(shù)特點為：不但大大縮減成本，且性能穩(wěn)定，具有無菌陶瓷制品密度高等特點。二氧化鈦是一種n型寬帶半導(dǎo)體材料,由于其光催化性能高、抗菌活性好、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于太陽能電池、光催化、環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域。二氧化鈦陶瓷，用作重要的白色顏料和瓷器釉藥，還用于制金屬鈦、鈦鐵合金、硬質(zhì)合金。橡膠、造紙用作填料。電機工業(yè)用于制絕緣體、電瓷等。納米二氧化鈦具有一定的熱穩(wěn)定性、光學(xué)性質(zhì)、超親水性、化學(xué)穩(wěn)定性和無毒性等特性,是現(xiàn)代化新型無機材料之一。

傳統(tǒng)制備納米氧化硅的方法包括：氣相法(氣相合成法和氣相沉積法)和液相合成法(電沉積法、噴霧熱分解法、水解沉淀法、熱水解法和溶膠凝膠法)。光固化技術(shù)通過材料逐漸累加的方法，自下而上、逐層打印，實現(xiàn)實體零件的生產(chǎn)制造，無需模具，所生產(chǎn)的零部件，不僅精度高，工藝簡單，與傳統(tǒng)制造工藝相比，還具有成本低、周期短、成型多樣化等特點，是一種具有更高成型精度的二氧化鈦陶瓷成型方法。

光固化用納米二氧化鈦陶瓷膏料相對于其它陶瓷膏料的研制較為困難，一方面二氧化鈦粉折射率較高，不易找到與其匹配的樹脂來固化。一方面納米二氧化鈦粉很容易團聚，使得配制膏料較為困難。因此如何降低膏料的粘度提高膏料的流動性能，同時配制合理的樹脂體系用于固化對光固化二氧化鈦陶瓷的打印來說起到?jīng)Q定性的作用。

申請?zhí)枮镃N106699111A的專利文件公開了一種3D打印二氧化鈦陶瓷材料及其制備方法，包括：將高嶺土、硅藻土、二氧化鈦、硼酸、蔗糖、三氧化鉬、水等進行混合，煅燒制得煅燒產(chǎn)物；將聚偏氟乙烯、甲基纖維素鈉、硅烷偶聯(lián)劑與煅燒產(chǎn)物進行混合；將上述基料研磨得到3D打印二氧化鈦陶瓷材料。該專利是傳統(tǒng)直寫成型方法，并未涉及膏料的配制和光固化成型，并且生產(chǎn)工藝落后，制得的陶瓷材料精度和性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光固化用納米二氧化鈦陶瓷膏料及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種光固化用納米二氧化鈦陶瓷膏料，包括TiO₂粉末、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、六偏磷酸鈉、迪高685濕潤分散劑、單體、相容劑和光引發(fā)劑，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷含量為TiO₂粉末質(zhì)量的0.05％～1.5％，六偏磷酸鈉為TiO₂粉末質(zhì)量的0.05％～3％，迪高685濕潤分散劑為TiO₂粉末質(zhì)量的0.05％～1.5％，單體含量為TiO₂粉末質(zhì)量的17.0％～60.6％，相容劑含量為TiO₂粉末質(zhì)量的0.05％～1.0％，光引發(fā)劑含量為單體質(zhì)量的1.0～6.0wt％。

進一步的，相容劑采用硬脂酸。

進一步的，單體為三丙二醇二丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸脂、雙季戊四醇六丙烯酸酯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物。