本發(fā)明涉及一種3D打印材料領(lǐng)域，具體是一種基于陶瓷的3D打印材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

3D打印技術(shù)又稱增材制造技術(shù)，是快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，材料成為限制3D打印技術(shù)未來走向的關(guān)鍵因素之一，在某種程度上，材料的發(fā)展決定著3D打印能否有更廣泛的應(yīng)用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、細(xì)胞生物原料、木質(zhì)材料以及砂糖等食品材料也在3D打印領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

納米陶瓷指在陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)中，晶粒、晶界以及它們之間的結(jié)合都處在納米水平(1～100nm)，使得材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大幅度提高，克服了工程陶瓷的許多不足，并對(duì)材料的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等性能產(chǎn)生重要影響，為替代工程陶瓷的應(yīng)用開拓了新領(lǐng)域。納米陶瓷作為新型的陶瓷材料，以其優(yōu)異的性能，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景，但納米陶瓷材料成型困難，成型工藝復(fù)雜，很難滿足納米陶瓷在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的納米陶瓷成型方法都是通過將納米粉制成塊狀納米陶瓷材料，既通過某種工藝過程，除去孔隙，以形成致密的塊材，而在致密化的過程中，又保持了納米晶的特性，但存在成型周期長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，精度差，成型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用面窄的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于陶瓷的3D打印材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于陶瓷的3D打印材料，按照重量份的主要原料為：改性納米陶瓷粉末5-11份、有機(jī)硅油4-6份、聚丙烯酰胺9-15份、殼聚糖2-4份、聚甲醛5-12份、二氧化鈦0.4-1.2份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.02-0.05份、酚醛樹脂11-18份、碳酸鈣0.8-2.0份；所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中，浸泡溫度控制在37℃，瀝干后加入高嶺土和碳酸鋇粉末，混勻后進(jìn)行熔融反應(yīng)，并在反應(yīng)后與支鏈淀粉進(jìn)行混勻，即得。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述基于陶瓷的3D打印材料，按照重量份的主要原料為：改性納米陶瓷粉末6-10份、有機(jī)硅油4-6份、聚丙烯酰胺10-14份、殼聚糖2-4份、聚甲醛7-11份、二氧化鈦0.7-1.1份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.02-0.05份、酚醛樹脂13-17份、碳酸鈣0.9-1.3份；所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中，浸泡溫度控制在37℃，瀝干后加入高嶺土和碳酸鋇粉末，混勻后進(jìn)行熔融反應(yīng)，并在反應(yīng)后與支鏈淀粉進(jìn)行混勻，即得。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述基于陶瓷的3D打印材料，按照重量份的主要原料為：改性納米陶瓷粉末8份、有機(jī)硅油5份、聚丙烯酰胺12份、殼聚糖3份、聚甲醛10份、二氧化鈦0.9份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.04份、酚醛樹脂15份、碳酸鈣1.0份；所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中，浸泡溫度控制在37℃，瀝干后加入高嶺土和碳酸鋇粉末，混勻后進(jìn)行熔融反應(yīng)，并在反應(yīng)后與支鏈淀粉進(jìn)行混勻，即得。

一種基于陶瓷的3D打印材料的制備方法，具體步驟為：

首先，將改性納米陶瓷粉末、有機(jī)硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、聚甲醛、二氧化鈦、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻，放置反應(yīng)釜中，熱處理后接著使用超聲振蕩處理，超聲振蕩處理的功率為730W，時(shí)間為30分鐘，置于4℃溫度下低溫烘干造粒，得到基于陶瓷的3D打印材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明解決了納米陶瓷材料成型存在成型周期長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，精度差，成型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的缺陷，制備得到了具有高強(qiáng)度和高韌性的納米陶瓷材料產(chǎn)品，經(jīng)驗(yàn)證，耐磨損能力提高60％以上；抗沖擊韌性提高30-40％；拉伸強(qiáng)度提高15％左右。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

一種基于陶瓷的3D打印材料，按照重量份的主要原料為：改性納米陶瓷粉末5份、有機(jī)硅油4份、聚丙烯酰胺9份、殼聚糖2份、聚甲醛5份、二氧化鈦0.4份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.02份、酚醛樹脂11份、碳酸鈣0.8份；所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中，浸泡溫度控制在37℃，瀝干后加入高嶺土和碳酸鋇粉末，混勻后進(jìn)行熔融反應(yīng)，并在反應(yīng)后與支鏈淀粉進(jìn)行混勻，即得。

一種基于陶瓷的3D打印材料的制備方法，具體步驟為：

首先，將改性納米陶瓷粉末、有機(jī)硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、聚甲醛、二氧化鈦、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻，放置反應(yīng)釜中，熱處理后接著使用超聲振蕩處理，超聲振蕩處理的功率為730W，時(shí)間為30分鐘，置于4℃溫度下低溫烘干造粒，得到基于陶瓷的3D打印材料。

實(shí)施例2

一種基于陶瓷的3D打印材料，按照重量份的主要原料為：改性納米陶瓷粉末6份、有機(jī)硅油4份、聚丙烯酰胺10份、殼聚糖2份、聚甲醛7份、二氧化鈦0.7份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.02份、酚醛樹脂13份、碳酸鈣0.9份；所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中，浸泡溫度控制在37℃，瀝干后加入高嶺土和碳酸鋇粉末，混勻后進(jìn)行熔融反應(yīng)，并在反應(yīng)后與支鏈淀粉進(jìn)行混勻，即得。

一種基于陶瓷的3D打印材料的制備方法，具體步驟為：

首先，將改性納米陶瓷粉末、有機(jī)硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、聚甲醛、二氧化鈦、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻，放置反應(yīng)釜中，熱處理后接著使用超聲振蕩處理，超聲振蕩處理的功率為730W，時(shí)間為30分鐘，置于4℃溫度下低溫烘干造粒，得到基于陶瓷的3D打印材料。

實(shí)施例3

一種基于陶瓷的3D打印材料，按照重量份的主要原料為：改性納米陶瓷粉末8份、有機(jī)硅油5份、聚丙烯酰胺12份、殼聚糖3份、聚甲醛10份、二氧化鈦0.9份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.04份、酚醛樹脂15份、碳酸鈣1.0份；所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中，浸泡溫度控制在37℃，瀝干后加入高嶺土和碳酸鋇粉末，混勻后進(jìn)行熔融反應(yīng)，并在反應(yīng)后與支鏈淀粉進(jìn)行混勻，即得。

一種基于陶瓷的3D打印材料的制備方法，具體步驟為：

首先，將改性納米陶瓷粉末、有機(jī)硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、聚甲醛、二氧化鈦、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻，放置反應(yīng)釜中，熱處理后接著使用超聲振蕩處理，超聲振蕩處理的功率為730W，時(shí)間為30分鐘，置于4℃溫度下低溫烘干造粒，得到基于陶瓷的3D打印材料。

實(shí)施例4

一種基于陶瓷的3D打印材料，按照重量份的主要原料為：改性納米陶瓷粉末10份、有機(jī)硅油6份、聚丙烯酰胺14份、殼聚糖4份、聚甲醛11份、二氧化鈦1.1份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.05份、酚醛樹脂17份、碳酸鈣1.3份；所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中，浸泡溫度控制在37℃，瀝干后加入高嶺土和碳酸鋇粉末，混勻后進(jìn)行熔融反應(yīng)，并在反應(yīng)后與支鏈淀粉進(jìn)行混勻，即得。

一種基于陶瓷的3D打印材料的制備方法，具體步驟為：

首先，將改性納米陶瓷粉末、有機(jī)硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、聚甲醛、二氧化鈦、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻，放置反應(yīng)釜中，熱處理后接著使用超聲振蕩處理，超聲振蕩處理的功率為730W，時(shí)間為30分鐘，置于4℃溫度下低溫烘干造粒，得到基于陶瓷的3D打印材料。

實(shí)施例5

一種基于陶瓷的3D打印材料，按照重量份的主要原料為：改性納米陶瓷粉末11份、有機(jī)硅油6份、聚丙烯酰胺15份、殼聚糖4份、聚甲醛12份、二氧化鈦1.2份、水楊酸酯類紫外線吸收劑0.05份、酚醛樹脂18份、碳酸鈣2.0份；所述改性納米陶瓷粉末的制備方法為將納米陶瓷粉末浸泡在乙酸乙酯中，浸泡溫度控制在37℃，瀝干后加入高嶺土和碳酸鋇粉末，混勻后進(jìn)行熔融反應(yīng)，并在反應(yīng)后與支鏈淀粉進(jìn)行混勻，即得。

一種基于陶瓷的3D打印材料的制備方法，具體步驟為：

首先，將改性納米陶瓷粉末、有機(jī)硅油、聚丙烯酰胺、殼聚糖、聚甲醛、二氧化鈦、水楊酸酯類紫外線吸收劑、酚醛樹脂、碳酸鈣混勻，放置反應(yīng)釜中，熱處理后接著使用超聲振蕩處理，超聲振蕩處理的功率為730W，時(shí)間為30分鐘，置于4℃溫度下低溫烘干造粒，得到基于陶瓷的3D打印材料。

經(jīng)驗(yàn)證，與中國(guó)專利“一種用于3D打印的納米陶瓷材料及其3D打印成型方法”(公開/公告號(hào)：CN 105130402A)具體實(shí)施例1-5相比，本發(fā)明實(shí)施例1-5所制備的3D打印材料耐磨損能力提高60％以上；抗沖擊韌性提高30-40％；拉伸強(qiáng)度提高15％左右。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。