本发明专利技术属于特种功能陶瓷技术领域，具体涉及一种可光固化的石英陶瓷料浆及其制备方法和应用。所述的可光固化的石英陶瓷料浆，由级配石英粉料和光固化树脂外加UV分散剂、防沉剂、消泡剂、光引发剂制成；其中，以体积百分数计，级配石英粉料50‑70％；光固化树脂30‑50％；级配石英粉料与光固化树脂的体积百分数之和为100％。本发明专利技术通过严格控制用量配比、加料顺序、球磨时间等工艺参数，制得了一种高固相含量(固相含量≥50vol.％)、低粘度(粘度＜3000mPa·s)、稳定性好、可光固化的石英陶瓷料浆；所述的制备方法，简单易实施；制得的石英陶瓷料浆用于成型个性化、复杂化、特殊化和高难度的异型精密部件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于特种功能陶瓷
，具体涉及一种可光固化的石英陶瓷料浆及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，随着高端制造业对异型功能结构部件、生物领域量身定制功能件、梯度频选陶瓷材料等陶瓷部件需求的不断增加，设计和制造人工功能梯度结构，实现单一或均质材料难以达到的优异性能，一直是材料学界的研究热点，但目前的工艺手段还不能充分发挥可设计功能梯度材料的优异特性。尽管新型陶瓷成型技术不断涌现，但均未摆脱模具对陶瓷生产的制约，无法满足高端制造业的迫切需求，也无法满足日益缩短的产品更新周期、频繁的产品试制和改型。先进陶瓷快速无模成型技术，作为一种材料逐层堆砌的自由成型新方法，擅长制备个性化、复杂化、特殊化、高难度的异型精密部件。光固化成型技术是目前应用最广泛、研究最多、成型精度较高的快速无模成型技术，其在树脂原型的成型工艺方面已比较成熟，但在制备异型精密陶瓷部件技术方面尚不成熟，严重制约着相关产业的发展。众所周知，先进陶瓷光固化成型的首要前提是可聚合的陶瓷料浆的制备。陶瓷料浆的性能不仅影响着随后的成型、预烧和烧结，还与原料的利用率、工艺效率和冷加工成本等密切关联。如何制备出能够光固化成型的陶瓷料浆是特种功能陶瓷
亟待解决的主要课题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种可光固化的石英陶瓷料浆，具有高固相含量、低粘度、稳定性好的特点，本专利技术同时提供其制备方法和应用。本专利技术所述的可光固化的石英陶瓷料浆，由级配石英粉料和光固化树脂外加UV分散剂、防沉剂、消泡剂、光引发剂制成；其中，以体积百分数计，级配石英粉料50-70％；光固化树脂30-50％；级配石英粉料与光固化树脂的体积百分数之和为100％。其中：所述的级配石英粉料由粒度为8μm和16μm的无定形二氧化硅混制而成。粒度为8μm的无定形二氧化硅与粒度为16μm的无定形二氧化硅的质量比为2：5。采用上述两种粗细颗粒混合配料时，由于粗细两种颗粒在相互堆积中，细小颗粒会填充大颗粒的空隙，并同时排除水分，从而使料浆的粘度值降低。此外，粗颗粒和细颗粒紧密堆积时，会降低颗粒的沉降速率，使料浆将更加稳定。无定形二氧化硅的纯度不低于99.98％。所述的光固化树脂为环氧丙烯酸酯。所述的UV分散剂为台湾合记分散剂W-420，用量为级配石英粉料质量的0.5-2％。所述的防沉剂为英国BOK防沉剂T-999，用量为级配石英粉料与光固化树脂总质量的0.2-1％。所述的消泡剂为台湾德谦消泡剂非硅类3500，用量为级配石英粉料与光固化树脂总质量的0.5-2％。所述的光引发剂为IHT-PI1173(2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮)、IHT-PI184(1-羟基环己基苯基甲酮)或IHT-PITPO(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦)中的一种或两种，用量为级配石英粉料与光固化树脂总质量的0.1-5％。所述的光引发剂优选为IHT-PI1173。IHT-PI1173与IHT-PITPO混合使用时，两者的质量比为1-3：1。IHT-PI184与IHT-PITPO混合使用时，两者的质量比为1-3：1。所述的可光固化的石英陶瓷料浆的制备方法，包括如下步骤：(1)按配方量分别称取级配石英粉料、UV分散剂、光固化树脂、消泡剂、防沉剂、光引发剂备用；(2)将称量好的光固化树脂加入到装有氧化锆研磨球的球磨罐中，然后依次加入UV分散剂、防沉剂、消泡剂、光引发剂，球磨30-60min，其中，料球比为1：2-3；(3)球磨结束后，分4-6次向内加入级配石英粉料，每次加入级配石英粉料后，继续球磨2-4h，直至级配石英粉料全部加入到球磨罐中，继续球磨15-24h，得石英陶瓷料浆。所述的每次加入级配石英粉料的量相同，即：级配石英粉料均分为4-6份分批次加入到球磨罐中。所述的可光固化的石英陶瓷料浆用于成型个性化、复杂化、特殊化和高难度的异型精密部件。综上所述，本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术通过严格控制用量配比、加料顺序、球磨时间等工艺参数，制得了一种高固相含量(固相含量≥50vol.％)、低粘度(粘度＜3000mPa·s)、稳定性好、可光固化的石英陶瓷料浆。(2)本专利技术所述的制备方法，简单易实施。(3)本专利技术所述的可光固化的石英陶瓷料浆用于成型个性化、复杂化、特殊化和高难度的异型精密部件。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。实施例中采用的级配石英粉料由粒度为8μm和16μm的无定形二氧化硅混制而成。其中，粒度为8μm的无定形二氧化硅与粒度为16μm的无定形二氧化硅的质量比为2：5。实施例1(1)利用电子天平(精度0.01g)分别称取级配石英粉料198.00g，环氧丙烯酸酯91.35g，UV分散剂W-4200.99g，防沉剂T-9990.58g，消泡剂非硅类35001.45g，光引发剂IHT-PI11730.29g，以备后用；(2)将称量好的环氧丙烯酸酯加入装有氧化锆研磨球的球磨罐中，然后依次加入UV分散剂W-420、防沉剂T-999、消泡剂非硅类3500、光引发剂IHT-PI1173，利用行星式球磨机球磨30min，其中料球比为1：2.5；(3)将级配石英粉料均分为5份，每份级配石英粉料的质量为39.6g，以备后用；(4)球磨结束后，加入39.6g的级配石英粉料，继续球磨2h；(5)每隔2h，重复步骤(4)的操作，直到级配石英粉料全部加入球磨罐中为止，最后继续球磨16h，得石英陶瓷料浆。经测定，本实施例制备的石英陶瓷料浆固相含量为50vol.％，料浆稳定且流动性好，粘度为1372mPa·s，可用于成型各种个性化、复杂化、特殊化和高难度的异型精密陶瓷部件。实施例2(1)利用电子天平(精度0.01g)分别称取级配石英粉料237.60g，环氧丙烯酸酯73.08g，UV分散剂W-4202.38g，防沉剂T-9993.11g，消泡剂非硅类35006.21g，光引发剂IHT-PI1849.32g，以备后用；(2)将称量好的环氧丙烯酸酯加入装有氧化锆研磨球的球磨罐中，然后依次加入UV分散剂W-420、防沉剂T-999、消泡剂非硅类3500、光引发剂IHT-PI184，利用行星式球磨机球磨45min，其中料球比为1：2；(3)将级配石英粉料均分为6份，每份级配石英粉料的质量为39.6g，以备后用；(4)球磨结束后，加入39.6g的级配石英粉料，继续球磨3h；(5)每隔3h，重复步骤(4)的操作，直到级配石英粉料全部加入球磨罐中为止，最后继续球磨16h。经测定，本实施例制备的石英陶瓷料浆固相含量为60vol.％，料浆稳定且流动性好，粘度为1834mPa·s，可用于成型各种个性化、复杂化、特殊化和高难度的异型精密陶瓷部件。实施例3(1)利用电子天平(精度0.01g)分别称取级配石英粉料257.40g，环氧丙烯酸酯69.3g，UV分散剂W-4205.15g，防沉剂T-9991.63g，消泡剂非硅类35003.27g，光引发剂9.80g(其中光引发剂IHT-PI1173和IHT-PITPO的质量比为3：1)，以备后用；(2)将称量好的环氧丙烯酸酯加入装有氧化锆研磨球的球磨罐中，然后依次加入UV分散剂W-420、防沉剂T-999、消泡剂非硅类350本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可光固化的石英陶瓷料浆，其特征在于：由级配石英粉料和光固化树脂外加UV分散剂、防沉剂、消泡剂、光引发剂制成；其中，以体积百分数计，级配石英粉料 50‑70％；光固化树脂 30‑50％；级配石英粉料与光固化树脂的体积百分数之和为100％。
【技术特征摘要】
1.一种可光固化的石英陶瓷料浆，其特征在于：由级配石英粉料和光固化树脂外加UV分散剂、防沉剂、消泡剂、光引发剂制成；其中，以体积百分数计，级配石英粉料50-70％；光固化树脂30-50％；级配石英粉料与光固化树脂的体积百分数之和为100％。2.根据权利要求1所述的可光固化的石英陶瓷料浆，其特征在于：所述的级配石英粉料由粒度为8μm和16μm的无定形二氧化硅混制而成。3.根据权利要求1所述的可光固化的石英陶瓷料浆，其特征在于：所述的光固化树脂为环氧丙烯酸酯。4.根据权利要求1所述的可光固化的石英陶瓷料浆，其特征在于：所述的UV分散剂为W-420，用量为级配石英粉料质量的0.5-2％。5.根据权利要求1所述的可光固化的石英陶瓷料浆，其特征在于：所述的防沉剂为T-999，用量为级配石英粉料与光固化树脂总质量的0.2-1％。6.根据权利要求1所述的可光固化的石英陶瓷料浆，其特征在于：所述的消泡剂为非硅类3500，用量为级配石英粉料与光固化树脂总质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：张萍萍，王洪升，李伶，孙孟勇，王重海，李勇，程之强，高勇，
申请(专利权)人：山东工业陶瓷研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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