[發明專利]一種光固化3D打印多級孔陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011305389.2
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112430103B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 李金國;李喬磊;梁靜靜;周亦胄;孫曉峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C04B35/63
• 分類號: C04B35/63;C04B35/634;C04B35/638;C04B38/02;B33Y70/10
• 代理公司: 北京煦潤律師事務所 11522
• 代理人: 柴明英;梁永芳

1.一種光固化3D打印多級孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟：

初級打印樹脂漿料配制步驟：將稀釋劑與光敏樹脂配制成初級打印樹脂漿料；

多級孔強化劑配制步驟：將陶瓷粉體、多級孔促進劑、表面活性劑配制成多級孔強化劑；其中，所述多級孔促進劑包括反應性多級孔促進劑和非反應性多級孔促進劑；所述反應性多級孔促進劑包括碳纖維、Ti粉、Al粉、銨鹽中的一種或多種；所述非反應性多級孔促進劑為低熔點的金屬；其中，所述非反應性多級孔促進劑包括鉛、錫、銻、銦中的一種或多種；

陶瓷漿料配制步驟：將所述初級打印樹脂漿料、所述多級孔強化劑、彌散劑、固化劑、紫外光吸收調節劑進行混合、攪拌，得到陶瓷漿料；

光固化成型素坯制備步驟：采用光固化3D打印機對所述陶瓷漿料進行光固化成型處理，得到光固化成型素坯；

脫脂、燒結步驟：對所述光固化成型素坯進行脫脂、燒結處理，得到光固化3D打印多級孔陶瓷材料；

其中，在所述初級打印樹脂漿料配制步驟、所述多級孔強化劑配制步驟、及所述陶瓷漿料配制步驟中，所用到的原料的重量份數為：

光敏樹脂10-15重量份；

稀釋劑20-25重量份；

陶瓷粉體35-50重量份；

多級孔促進劑1-15重量份；

表面活性劑1-8重量份；

彌散劑1-10重量份；

固化劑5-9重量份；

紫外光吸收調節劑1-5重量份。

2.根據權利要求1所述的光固化3D打印多級孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，

所述光敏樹脂、稀釋劑、表面活化劑、彌散劑、固化劑的粘度均小于45mPa·s。

3.根據權利要求1或2所述的光固化3D打印多級孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，在所述初級打印樹脂漿料配制步驟中：

所述光敏樹脂為1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二縮三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、雙環戊二烯苯酚型環氧樹脂、大豆油改性環氧樹脂中的一種或幾種；和/或

所述稀釋劑為去離子水、硅溶膠中的一種或兩種。

4.根據權利要求1或2所述的光固化3D打印多級孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，

所述初級打印樹脂漿料配制步驟，具體為：將稀釋劑加入光敏樹脂中，攪拌后得到初級打印樹脂漿料。

5.根據權利要求4所述的光固化3D打印多級孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，

攪拌溫度為80-150℃，攪拌時間為10-30分鐘。

6.根據權利要求1或2所述的光固化3D打印多級孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，在所述多級孔強化劑配制步驟中：

所述陶瓷粉體為SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO、Sm₂O₃、ZrO₂中的一種或多種；和/或

所述表面活化劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯劑、甲基丙烯酰氧基硅烷偶聯劑、鋯鋁酸酯偶聯劑、環狀硅氧烷中的一種或多種；和/或

所述多級孔強化劑配制步驟，具體為：將陶瓷粉體、多級孔促進劑、表面活性劑混合后，再進行球磨處理，得到多級孔強化劑。

7.根據權利要求1或2所述的光固化3D打印多級孔陶瓷材料的制備方法，其特征在于，在所述多級孔強化劑配制步驟中：

所述多級孔促進劑的粒徑為0.1-300μm；和/或

所述多級孔促進劑中的反應性多級孔促進劑和非反應性多級孔促進劑的用量比例為(1-7)：(3-9)。