一种光固化3D打印除湿陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术是关于一种光固化3D打印除湿陶瓷材料及其制备方法，主要采用的技术方案为：所述光固化3D打印除湿陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：将3D打印除湿陶瓷固相原料和3D打印液相溶剂混合处理后，得到光固化3D打印除湿陶瓷浆料；其中，以重量份计，光固化3D打印除湿陶瓷浆料包括：35

【技术实现步骤摘要】
一种光固化3D打印除湿陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种增材制造陶瓷材料
，特别是涉及一种光固化3D打印除湿陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在人们的生活、物品储藏以及工业生产等领域中，对环境湿度的控制具有十分显著的意义；例如，对于人们的生活来说，人适合在相对湿度为40
‑
70％的环境中，若超过该湿度范围，人体就会感到不适，因此需要对室内的空气湿度进行控制；另外，若室内环境的湿度长期过高，则会导致室内的物体霉变、生锈等现象。
[0003]目前，家用电器领域中涌现了一大批具有除湿功能的电器和设备来保证家庭生活环境、工厂及精密设备特定环境、医药等对水分较为敏感环境的湿度。因此，除湿材料具有广阔的运用市场，除湿材料的研究和创新具有非常重要的意义。
[0004]传统固体除湿材料有分子筛、氯化钙、硅胶等，但是，该类型除湿材料的使用寿命有限，不可低温再生。
[0005]随着多孔陶瓷材料的发展，近些年来逐渐出现了多孔陶瓷除湿材料。现阶段的多孔陶瓷除湿材料是采用具有吸附作用的材料对所需除湿的环境空气中的水分子进行吸附；但是，吸附的水分子是沾附在多孔陶瓷除湿材料上，容易被气流再带回到所需除湿的环境空气中；因此，现有的多孔陶瓷除湿材料存在除湿效果差的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种光固化3D打印除湿陶瓷材料及其制备方法，主要目的在于制备一种可以实现快速循环利用、除湿效果好的除湿陶瓷材料。
[0007]为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：
[0008]一方面，本专利技术的实施例提供一种光固化3D打印除湿陶瓷材料的制备方法，其中，包括如下步骤：
[0009]配制光固化3D打印除湿陶瓷浆料：将3D打印除湿陶瓷固相原料和3D打印液相溶剂混合处理后，得到光固化3D打印除湿陶瓷浆料；其中，以重量份计，所述光固化3D打印除湿陶瓷浆料包括：35
‑
50重量份的强化剂、1
‑
25重量份的凝露剂、1
‑
15重量份的疏水剂、30
‑
50重量份的3D打印液相溶剂；
[0010]光固化3D打印步骤：对所述光固化3D打印除湿陶瓷浆料进行光固化3D打印处理，得到光固化3D打印除湿陶瓷素坯；
[0011]脱脂、烧结处理：对所述光固化3D打印除湿陶瓷素坯进行脱脂、烧结处理，得到光固化3D打印除湿陶瓷材料。
[0012]优选的，所述凝露剂为带尖角状的陶瓷颗粒粉体；优选的，所述凝露剂的成分为Al2O3、TiO2、SiO2中的一种或几种；优选的，所述凝露剂为菱形状的陶瓷颗粒粉体；优选的，所述凝露剂的粒径为10
‑
50μm。
[0013]优选的，所述强化剂为石英粉、刚玉粉、长石粉、黑云母粉、高岭石粉中的一种或多种；优选的，所述强化剂的粒径为50
‑
200μm；优选的，所述强化剂为球形或椭球形的颗粒粉体。
[0014]优选的，所述疏水剂为纳米SiO2、纳米Al2O3、纳米ZrO2中的一种或多种；优选的，所述疏水剂的粒径为10
‑
80nm；优选的，所述疏水剂为球形或椭球形的颗粒粉体。
[0015]优选的，所述光固化3D打印除湿陶瓷浆料还包括5
‑
9重量份的吸附剂；优选的，所述吸附剂为黏土矿粉末、水云母粉末、SiO2·
nH2O、铝矾石中的一种或几种。优选的，所述吸附剂的粒径为100nm
‑
50μm。
[0016]优选的，所述3D打印液相溶剂包括光敏树脂和稀释剂；其中，光敏树脂的体积分数为70
‑
80％；所述稀释剂的体积分数为20
‑
30％；优选的，所述光敏树脂为1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的一种或多种；优选的，所述稀释剂为去离子水、硅溶胶中的一种或两种。
[0017]优选的，所述配制光固化3D打印除湿陶瓷浆料的步骤，包括：先将所述3D打印除湿陶瓷固相原料混合后，再与3D打印液相溶剂混合，进行保温搅拌，得到光固化3D打印除湿陶瓷浆料；优选的，保温的温度为80
‑
180℃，搅拌的时间为2
‑
12h。
[0018]优选的，所述光固化3D打印步骤，包括：
[0019]通过软件设计三维模型，将所述三维模型进行切片处理，导出3D打印STL文件；
[0020]将所述3D打印STL文件导入光固化3D打印机，设置3D打印参数，将所述光固化3D打印除湿陶瓷浆料按照所述三维模型进行固化，获得光固化3D打印除湿陶瓷素坯；
[0021]优选的，所述3D打印工艺参数为：固化厚度为100
‑
300μm，固化功率为25
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50nW/cm2，单层固化时间为10
‑
30s。
[0022]在所述脱脂处理的步骤中：脱脂处理温度为550
‑
600℃，在脱脂处理温度下的保温时间为300
‑
360min；优选的，升温速率为40
‑
60℃/h，降温速率为40
‑
60℃/h。
[0023]在所述烧结处理的步骤中：烧结处理温度为1200
‑
1700℃，在烧结处理温度下的保温时间为180
‑
600min；优选的，升温速率为120
‑
180℃/h，降温速率为120
‑
180℃/h。
[0024]另一方面，本专利技术的实施例提供一种光固化3D打印除湿陶瓷材料，其中，以重量份计，所述光固化3D打印除湿陶瓷材料的成分包括：35
‑
50重量份的强化剂、1
‑
25重量份的凝露剂、1
‑
15重量份的疏水剂；
[0025]优选的，所述凝露剂为带尖角状的陶瓷颗粒；优选的，所述凝露剂的成分为Al2O3、TiO2、SiO2中的一种或几种；优选的，所述凝露剂为菱形状的陶瓷颗粒；优选的，所述凝露剂的粒径为10
‑
50μm。
[0026]优选的，所述疏水剂为纳米SiO2、纳米Al2O3、纳米ZrO2中的一种或多种；
[0027]优选的，所述光固化3D打印除湿陶瓷材料的成分还包括5
‑
9重量份的吸附剂；
[0028]优选的，所述光固化3D打印除湿陶瓷材料具有片层结构，且所述片层结构的片层之间具有间隙，形成贯穿的层间气孔；
[0029]优选的，所述光固化3D打印除湿陶瓷材料的气流通道表面形成弧形凸起结构；
[0030]优选的，所述光固化3D打印除湿材料是由上述任一项所述的光固化3D打印除湿陶瓷材料的制备方法制备而成。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的一种光固化3D打印除湿陶瓷材料及其制备方法至少具
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光固化3D打印除湿陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：配制光固化3D打印除湿陶瓷浆料：将3D打印除湿陶瓷固相原料和3D打印液相溶剂混合处理后，得到光固化3D打印除湿陶瓷浆料；其中，以重量份计，所述光固化3D打印除湿陶瓷浆料包括：35
‑
50重量份的强化剂、1
‑
25重量份的凝露剂、1
‑
15重量份的疏水剂、30
‑
50重量份的3D打印液相溶剂；光固化3D打印步骤：对所述光固化3D打印除湿陶瓷浆料进行光固化3D打印处理，得到光固化3D打印除湿陶瓷素坯；脱脂、烧结处理：对所述光固化3D打印除湿陶瓷素坯进行脱脂、烧结处理，得到光固化3D打印除湿陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的光固化3D打印除湿陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述凝露剂为带尖角状的陶瓷颗粒粉体；优选的，所述凝露剂为菱形状的陶瓷颗粒粉体；优选的，所述凝露剂的成分为Al2O3、TiO2、SiO2中的一种或几种；优选的，所述凝露剂的粒径为10
‑
50μm。3.根据权利要求1所述的光固化3D打印除湿陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述强化剂为石英粉、刚玉粉、长石粉、黑云母粉、高岭石粉中的一种或多种；优选的，所述强化剂的粒径为50
‑
200μm；优选的，所述强化剂为球形或椭球形的颗粒粉体。4.根据权利要求1所述的光固化3D打印除湿陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述疏水剂为纳米SiO2、纳米Al2O3、纳米ZrO2中的一种或多种；优选的，所述疏水剂的粒径为10
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80nm；优选的，所述疏水剂为球形或椭球形的颗粒粉体。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的光固化3D打印除湿陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述光固化3D打印除湿陶瓷浆料还包括5
‑
9重量份的吸附剂；优选的，所述吸附剂为黏土矿粉末、水云母粉末、SiO2·
nH2O、铝矾石中的一种或几种；优选的，所述吸附剂的粒径为100nm
‑
50μm。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的光固化3D打印除湿陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述3D打印液相溶剂包括光敏树脂和稀释剂；其中，光敏树脂的体积分数为70
‑
80％；所述稀释剂的体积分数为20
‑
30％；优选的，所述光敏树脂为1,6
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己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的一种或多种；优选的，所述稀释剂为去离子水、硅溶胶中的一种或两种。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的光固化3D打印除湿陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述配制光固化3D打印除湿陶瓷浆料的步骤，包括：先将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金国，李乔磊，梁静静，周亦胄，孙晓峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：