用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料制造技术

本发明专利技术提供了一种用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料，其由以下质量份数的原料组成：光固化有机物100份、促进剂改性的氧化物陶瓷粉体20～400份、添加剂0.12～30份；所述光固化有机物包括光固化低聚物和活性稀释剂，两者的质量比为20～90:10～80；所述促进剂包括触变促进剂和强度促进剂，触变促进剂、强度促进剂和氧化物陶瓷粉体的质量比为0.5～10:0.5～10:100；所述添加剂包括光引发剂、光吸光剂和抗氧剂，其中光引发剂、光吸光剂、抗氧剂和光固化有机物的质量比为0.1～10:0.01～10:0.01～10:100。该光固化材料具有特有的触变性，赋予其具有适用于3D打印工艺的特性。

【技术实现步骤摘要】
用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料
本专利技术涉及3D打印领域，尤其涉及一种用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料。
技术介绍
3D打印是借助于计算机辅助设计与控制，将液体(粉末)材料通过层层叠加的方式来制造固体三维物体的成型方法，该技术发展至今，以立体光刻(SLA)和数字光处理技术(DLP)成型精度最好。SLA/DLP3d成型技术所用材料均为液体光固化树脂，在特定波长的光能量下辐射固化，液体光敏树脂变成固体交联结构，材料本质上属于热固性塑胶材料，且具有比传统热固性交联结构材料更高的交联密度，具有硬而脆的天然缺陷，耐疲劳性能差，抗老化性能差，无法应用于终端产品。而传统补牙用材料是在光敏树脂加入了70-90％重量百分比的陶瓷增强材料，具有坚韧、耐磨等性能。但是牙科用光敏树脂粘度较高，难以用于3D打印。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料，该光固化材料具有特有的触变性，触变性赋予其具有适用于3D打印工艺的特性，经光固化成型后，收缩率极小，且具有类似于牙科光敏树脂的高坚韧性，高耐磨性，其制作的三维物体可以作为终端产品使用。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料，由以下质量份数的原料组成：光固化有机物100份、促进剂改性的氧化物陶瓷粉体20～400份、添加剂0.12～30份；所述光固化有机物包括光固化低聚物和活性稀释剂，两者的质量比为20～90:10～80；所述促进剂包括触变促进剂和强度促进剂，其中触变促进剂、强度促进剂和氧化物陶瓷粉体的质量比为0.5～10:0.5～10:100；所述添加剂包括光引发剂、光吸光剂和抗氧剂，其中光引发剂、光吸光剂、抗氧剂和光固化有机物的质量比为0.1～10:0.01～10:0.01～10:100。进一步地，所述光固化低聚物包括聚丙烯酸酯、聚环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或几种。进一步地，所述活性稀释剂包括二环戊二烯甲基丙烯酸酯、四氢呋喃甲基丙烯酸酯、二苯氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸己内酯、三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、(丙氧化)新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种。进一步地，所述氧化物陶瓷粉体包括二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化锌的至少一种。进一步地，所述触变促进剂为聚乙二醇、聚丙二醇以及聚四氢呋喃中的一种或几种。进一步地，所述强度促进剂包括羟基官能团丙烯酸酯、羧基官能团丙烯酸酯、环氧基官能团丙烯酸酯中的一种或几种。进一步地，所述光引发剂为自由基光引发剂。进一步地，所述光吸收剂为有机紫外光吸收剂。进一步地，所述抗氧剂包括受阻胺、受阻酚中的一种或者几种。进一步地，所述促进剂改性的氧化物陶瓷粉体的制备方法包括以下步骤：(1)将氧化物陶瓷粉末与触变促进剂按质量比混合后，进行球磨，球磨时间0.5～1h，球磨后进行100～110℃真空干燥，得到预处理的氧化物陶瓷粉末；(2)将强度促进剂按与乙醇的质量比为10～30:100溶解后，与预处理的氧化物陶瓷粉末混合于球磨机中，在120～150℃下，不断球磨至得到干燥的分散状粉末，自然冷却后得到促进剂改性的氧化物陶瓷粉体。本专利技术的有益技术效果如下：本领域人员可知，将大量无机氧化物陶瓷粉体加入光敏树脂并不难，但通常情况下，大量的无机惰性粉体的加入，因为分散性不好，不仅会大大劣化光敏树脂的粘度均匀性，触变性也不好，不利于加工，而且还会大大降低光敏树脂固化后的强度。本专利技术创造性的将功能性的触变促进剂和强度促进剂用独特工艺来改性氧化物陶瓷粉体，使得液体光敏树脂在加入大量的改性氧化物陶瓷粉体后，依然具有良好的触变性---剪切变稀，使得3D打印平台下落时对光固化材料施加的力促使材料粘度变小，3D打印工艺得以顺利进行；同时，强度促进剂与触变促进剂可以发生一定的反应，先后附着包裹氧化物陶瓷粉体，赋予无机陶瓷氧化物粉体表面一定的活性官能团，能参与光敏树脂固化时的反应，从而大大提高产品的力学强度。因此，经过改性的无机氧化物陶瓷粉末材料大批量加入光敏树脂，提高了其分散性以及与光敏树脂之间的相容性和结合性，成功实现惰性氧化物陶瓷材料的大量加入，从而赋予光敏树脂低收缩率，高尺寸稳定性、高模量、高硬度、高耐磨及极好的抗老化性能。经过测试，本专利技术制作的三维物体具有0.1～1％的低体积收缩率(通用光敏树脂一般体积收缩率在1～10％)，强而韧的机械性能特性，拉伸强度30～90MPa，弯曲强度在60～150MPa，断裂伸长率2～10％，户外耐候性测试六个月，机械性能指标保持在70～100％，达到作为终端产品材料使用的性能指标要求。具体实施方式为使专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。根据本专利技术的用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料由以下质量份数的原料组成：光固化有机物100份、促进剂改性的氧化物陶瓷粉体20～400份、添加剂0.12～30份。所述光固化有机物可包括光固化低聚物和活性稀释剂，两者的质量比可为20～90:10～80；所述促进剂可包括触变促进剂和强度促进剂，其中触变促进剂、强度促进剂和氧化物陶瓷粉体的质量比可为0.5～10:0.5～10:100；所述添加剂可包括光引发剂、光吸光剂和抗氧剂，其中光引发剂、光吸光剂、抗氧剂和光固化有机物的质量比可为0.1～10:0.01～10:0.01～10:100。在根据本专利技术的用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料中，所述光固化低聚物要可包括聚丙烯酸酯、聚环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或几种。在根据本专利技术的用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料中，所述活性稀释剂可包括二环戊二烯甲基丙烯酸酯、四氢呋喃甲基丙烯酸酯、二苯氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸己内酯、三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、(丙氧化)新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种。在根据本专利技术的用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料中，所述氧化物陶瓷粉体可包括二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化锌的至少一种。其中，所述氧化物陶瓷粉体填料的粒径可为20nm～5μm。在根据本专利技术的用于制作三维物体的氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料，其特征在于，由以下质量份数的原料组成：光固化有机物100份、促进剂改性的氧化物陶瓷粉体20～400份、添加剂0.12～30份；/n所述光固化有机物包括光固化低聚物和活性稀释剂，两者的质量比为20～90:10～80；/n所述促进剂包括触变促进剂和强度促进剂，其中触变促进剂、强度促进剂和氧化物陶瓷粉体的质量比为0.5～10:0.5～10:100；/n所述添加剂包括光引发剂、光吸光剂和抗氧剂，其中光引发剂、光吸光剂、抗氧剂和光固化有机物的质量比为0.1～10:0.01～10:0.01～10:100。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料，其特征在于，由以下质量份数的原料组成：光固化有机物100份、促进剂改性的氧化物陶瓷粉体20～400份、添加剂0.12～30份；
所述光固化有机物包括光固化低聚物和活性稀释剂，两者的质量比为20～90:10～80；
所述促进剂包括触变促进剂和强度促进剂，其中触变促进剂、强度促进剂和氧化物陶瓷粉体的质量比为0.5～10:0.5～10:100；
所述添加剂包括光引发剂、光吸光剂和抗氧剂，其中光引发剂、光吸光剂、抗氧剂和光固化有机物的质量比为0.1～10:0.01～10:0.01～10:100。


2.根据权利要求1所述的用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料，其特征在于，所述光固化低聚物包括聚丙烯酸酯、聚环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料，其特征在于，所述活性稀释剂包括二环戊二烯甲基丙烯酸酯、四氢呋喃甲基丙烯酸酯、二苯氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸己内酯、三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、(丙氧化)新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的用于制作三维物体的氧化物陶瓷增强光固化材料，其特征在于，所述氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓威，刘斌，宁丽莎，
申请(专利权)人：瑞创三维新材料深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44