[發明專利]一種適用于3D打印陶瓷的樹脂及其制備方法

在審

• 申請號: 202110380301.1
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113173792A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 孫予罕;王慧;鄭呂科;胡振;白玉佳
• 申請（專利權）人: 上海簇睿低碳能源技術有限公司
• 主分類號: C04B35/634
• 分類號: C04B35/634;C04B35/626;C04B35/10;B33Y10/00;B33Y70/10;C08F222/20;C08F220/58;C08F222/14;C08F2/48
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

1.一種適用于3D打印陶瓷的樹脂，其特征在于，所述樹脂的原料包括光引發劑、預聚體、稀釋劑及染色劑，各原料的種類及添加量的選擇方法包括以下步驟：

步驟1)：選擇預聚物、稀釋劑，對引發劑的添加量進行梯度實驗，計算凝膠含量最高時，引發劑的種類及其添加量；

步驟2)：在固定預聚體含量的條件下，添加不同種類的稀釋劑，并添加步驟1)中凝膠含量最高時的引發劑及其添加量，依據Beer-Lambert定理計算在不同固化能量下測定固化厚度：

C_d＝D_p(lnE-lnE_c)；

其中，C_d為固化厚度，E為樹脂面上的平均曝光量；E_c為臨界曝光量；

擬合D_p-E_c直線，獲得投射深度與臨界曝光量，投射深度為斜率，臨界曝光量為自然對數e的指數，指數冪為截距與斜率的絕對值，選擇臨界曝光量最小的稀釋劑種類；

步驟3)：固定預聚體與稀釋劑的種類，對稀釋劑的添加量進行梯度實驗；用S1中相同的凝膠含量測定方法，選擇凝膠含量最高的稀釋劑含量作為稀釋劑的添加量。

2.如權利要求1所述的適用于3D打印陶瓷的樹脂，其特征在于，所述步驟1)中的梯度實驗具體為：在打印機中導入圓形切片，設置打印功率與曝光時間，每組實驗得到至少3個圓形固化件，用酒精清洗干燥后稱重，記為m₀；將稱重后的圓形固化切片分組放入相同的燒杯中，在無水乙醇條件下超聲1h，干燥后稱重，記為m₁；計算凝膠含量為m₁/m₀×100％，用origin軟件繪制凝膠轉化率曲線，選擇凝膠含量最高的引發劑種類與含量。

3.如權利要求1所述的適用于3D打印陶瓷的樹脂，其特征在于，所述的的樹脂包括以質量百分比計的0.5～5％光引發劑、30～90％預聚體、10～60％稀釋劑及余量的染色劑。

4.如權利要求1或3所述的適用于3D打印陶瓷的樹脂，其特征在于，所述的光引發劑為TPO或819，其添加量為1～3％。

5.如權利要求1或3所述的適用于3D打印陶瓷的樹脂，其特征在于，所述的預聚體為雙三羥甲基丙烷丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯和3(乙氧基)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一種，其添加量為57～86％。

6.如權利要求1或3所述的適用于3D打印陶瓷的樹脂，其特征在于，所述的稀釋劑為4-丙烯酰嗎啉、1,6-己二醇二丙烯酸酯和丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯中的至少一種，其添加量為13～42％。

7.如權利要求1或3所述的適用于3D打印陶瓷的樹脂，其特征在于，所述的染色劑為炭黑或蘇丹紅Ⅲ，其添加量為0.1～1％。

8.如權利要求1或3所述的適用于3D打印陶瓷的樹脂，其特征在于，所述的樹脂還包括分散劑，所述樹脂打印時與陶瓷粉末相配合，樹脂與陶瓷粉末的質量比為1：1～3，分散劑的用量為陶瓷粉末的0.01～0.15：1。

9.如權利要求8所述的適用于3D打印陶瓷的樹脂，其特征在于，所述的分散劑為司班80、曲拉通和吐溫20中的至少一種。

10.權利要求1-9任意一項所述的適用于3D打印陶瓷的樹脂的制備方法，其特征在于，將預聚體與稀釋劑中添加光引發劑，攪拌均勻后加入染色劑，攪拌，加入陶瓷粉末，超聲即可。