一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料及其制备方法，包括TiO

A nano titania ceramic paste for light curing and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料及其制备方法
本专利技术属于二氧化钛(TiO2)膏料制备
，具体涉及一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料及其制备方法。
技术介绍
陶瓷件的3D打印包括配置陶瓷浆料、绘制三维模型并切片、3D打印成型、烧结等流程，其无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生成任何形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产生的研制周期，提高效率并降低成本。SLA立体光刻成型陶瓷技术特点为：不但大大缩减成本，且性能稳定，具有无菌陶瓷制品密度高等特点。二氧化钛是一种n型宽带半导体材料,由于其光催化性能高、抗菌活性好、无毒、化学稳定性好等优点,被广泛应用于太阳能电池、光催化、环境修复等领域。二氧化钛陶瓷，用作重要的白色颜料和瓷器釉药，还用于制金属钛、钛铁合金、硬质合金。橡胶、造纸用作填料。电机工业用于制绝缘体、电瓷等。纳米二氧化钛具有一定的热稳定性、光学性质、超亲水性、化学稳定性和无毒性等特性,是现代化新型无机材料之一。传统制备纳米氧化硅的方法包括：气相法(气相合成法和气相沉积法)和液相合成法(电沉积法、喷雾热分解法、水解沉淀法、热水解法和溶胶凝胶法)。光固化技术通过材料逐渐累加的方法，自下而上、逐层打印，实现实体零件的生产制造，无需模具，所生产的零部件，不仅精度高，工艺简单，与传统制造工艺相比，还具有成本低、周期短、成型多样化等特点，是一种具有更高成型精度的二氧化钛陶瓷成型方法。光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料相对于其它陶瓷膏料的研制较为困难，一方面二氧化钛粉折射率较高，不易找到与其匹配的树脂来固化。一方面纳米二氧化钛粉很容易团聚，使得配制膏料较为困难。因此如何降低膏料的粘度提高膏料的流动性能，同时配制合理的树脂体系用于固化对光固化二氧化钛陶瓷的打印来说起到决定性的作用。申请号为CN106699111A的专利文件公开了一种3D打印二氧化钛陶瓷材料及其制备方法，包括：将高岭土、硅藻土、二氧化钛、硼酸、蔗糖、三氧化钼、水等进行混合，煅烧制得煅烧产物；将聚偏氟乙烯、甲基纤维素钠、硅烷偶联剂与煅烧产物进行混合；将上述基料研磨得到3D打印二氧化钛陶瓷材料。该专利是传统直写成型方法，并未涉及膏料的配制和光固化成型，并且生产工艺落后，制得的陶瓷材料精度和性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料及其制备方法，以克服现有技术的不足。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，包括TiO2粉末、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、六偏磷酸钠、迪高685湿润分散剂、单体、相容剂和光引发剂，Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷含量为TiO2粉末质量的0.05％～1.5％，六偏磷酸钠为TiO2粉末质量的0.05％～3％，迪高685湿润分散剂为TiO2粉末质量的0.05％～1.5％，单体含量为TiO2粉末质量的17.0％～60.6％，相容剂含量为TiO2粉末质量的0.05％～1.0％，光引发剂含量为单体质量的1.0～6.0wt％。进一步的，相容剂采用硬脂酸。进一步的，单体为三丙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸脂、双季戊四醇六丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物。进一步的，三丙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸脂、双季戊四醇六丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合的质量比为(2-3):1:2:1。进一步的，光引发剂采用2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮和2-异丙基硫杂蒽酮的混合物。进一步的，光引发剂采用2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮和2-异丙基硫杂蒽酮的质量比为1:3。进一步的，TiO2粉末为d50＝100～800nm的类球形TiO2粉末。一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料的制备方法，包括以下步骤：步骤1)、按TiO2粉末质量分别取Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、六偏磷酸钠、迪高685湿润分散剂、单体、相容剂和光引发剂；Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为TiO2粉末质量的0.05％～1.5％，六偏磷酸钠为TiO2粉末质量的0.05％～3％，迪高685湿润分散剂为TiO2粉末质量的0.05％～1.5％，单体含量为TiO2粉末质量的17.0％～60.6％，相容剂含量为TiO2粉末质量的0.05％～1.0％，光引发剂含量为单体质量的1.0～6.0wt％；步骤2)、将TiO2粉末、相容剂、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和六偏磷酸钠混合均匀后加酒精球磨处理烘干得到预制粉；步骤3)、将预制粉与迪高685湿润分散剂和光引发剂混合均匀得到混合物A；步骤4)、将混合物A与单体混合均匀后去除泡沫，制得光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料。进一步的，步骤2)中将TiO2粉末、相容剂、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和六偏磷酸钠混合均匀后在球磨机上球磨处理至少18h。进一步的，步骤4)中，先将混合物A与单体在混料机中以转速900-1100r·min-1混合至少20s后，再以2700-2900r·min-1混合20-30s；最后以转速700-900r·min-1混合10-15s得到光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，包括TiO2粉末、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、六偏磷酸钠、迪高685湿润分散剂、单体、相容剂和光引发剂，加入指定含量的单体作为稀释膏料，降低粘度作用且防止膏料过稀，同时增加光固化产品的硬度，降低产品收缩率；单体中的高官能团树脂能够提高固化深度，提高固化的效率，结合光引发剂使膏料表面与紫外光作用效果比较剧烈，可引发膏料表面层迅速固化，深入膏料内部，提高膏料表面与紫外光反应的稳定行，进一步提高固化效率，有利于光固化成型。一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料制备方法，按质量比先将TiO2粉末、相容剂、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和六偏磷酸钠混合均匀后加酒精球磨处理烘干得到预制粉；再将预制粉与迪高685湿润分散剂和光引发剂混合均匀得到混合物A，能够有效防止迪高685湿润分散剂与TiO2粉末发生团聚，通过将混合物A与单体混合均匀后去除泡沫，制得光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料。附图说明图1a为现有未改性膏料平铺结构示意图；图1b为本专利技术改性后平铺状态图。图2a为氧化钛陶瓷膏料示意图；图2b为本专利技术改性后的纳米二氧化钛陶瓷膏料测试效果图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，包括TiO2粉末、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、六偏磷酸钠、迪高685湿润分散剂、单体、相容剂和光引发剂，Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷含量为TiO2粉末质量的0.05％～1.5％，六偏磷酸钠为TiO2粉末质量的0.05％～3％，迪高685湿润分散剂为TiO2粉末质量的0.05％～1.5％，单体含量为TiO2粉末质量的17.0％～60.6％，相容剂含量为TiO2粉末质量的0.05％～1.0％，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，其特征在于，包括TiO

【技术特征摘要】
1.一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，其特征在于，包括TiO2粉末、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、六偏磷酸钠、迪高685湿润分散剂、单体、相容剂和光引发剂，Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷含量为TiO2粉末质量的0.05％～1.5％，六偏磷酸钠为TiO2粉末质量的0.05％～3％，迪高685湿润分散剂为TiO2粉末质量的0.05％～1.5％，单体含量为TiO2粉末质量的17.0％～60.6％，相容剂含量为TiO2粉末质量的0.05％～1.0％，光引发剂含量为单体质量的1.0～6.0wt％。


2.根据权利要求1所述的一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，其特征在于，相容剂采用硬脂酸。


3.根据权利要求1所述的一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，其特征在于，单体为三丙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸脂、双季戊四醇六丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物。


4.根据权利要求3所述的一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，其特征在于，三丙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸脂、双季戊四醇六丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合的质量比为(2-3):1:2:1。


5.根据权利要求1所述的一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，其特征在于，光引发剂采用2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮和2-异丙基硫杂蒽酮的混合物。


6.根据权利要求5所述的一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，其特征在于，光引发剂采用2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮和2-异丙基硫杂蒽酮的质量比为1:3。


7.根据权利要求1所述的一种光固化用纳米二氧化钛陶瓷膏料，其特征在于，TiO2粉末为d5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克杰，鲍崇高，宋索成，许海嫚，赵纪元，卢秉恒，
申请(专利权)人：西安增材制造国家研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61