一种高固相氧化锆陶瓷浆料及其制备方法与应用技术

本申请涉及增材制造成型技术领域，更具体地说，它涉及一种高固相氧化锆陶瓷浆料及其制备方法与应用。一种高固相氧化锆陶瓷浆料，由包含以下重量份的原料制成：氧化锆粉体80

【技术实现步骤摘要】
一种高固相氧化锆陶瓷浆料及其制备方法与应用


[0001]本申请涉及增材制造成型
，更具体地说，它涉及一种高固相氧化锆陶瓷浆料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]陶瓷材料具有高硬度、高机械强度、良好的耐磨性、优异的高温和腐蚀耐性等优势，在医学领域中有很好的应用前景，尤其是氧化锆陶瓷，被广泛用于齿科等硬组织的修复和替换。但同时由于陶瓷具有的高熔点、高脆性，也直接导致了难以采用传统的切削加工进行制造，因此逐渐衍生出了各种陶瓷成形技术。现有的陶瓷成形技术可分为传统陶瓷成形技术和陶瓷增材制造成形技术。
[0003]增材制造技术，又称为3D打印技术，增材制造技术的提出和发展为具有复杂多孔结构的陶瓷零件的设计和生产制造提供了新的思路，其原理是将一定质量的陶瓷粉末稳定地混合在液态光敏材料中，制成浆料，利用液态光敏材料在紫外光照射下发生交联反应转化为固态，然后逐层“打印”出坯体零件，再通过后续的加热脱脂工艺得到零件素坯后，进行烧结工艺，从而得到致密化的陶瓷零件。
[0004]为了有利于后期的脱脂和烧结过程的无裂纹变形等缺陷产生，通常要求陶瓷浆料具有较高的固含量，但固含量的增加必然会导致浆料粘度的上升和流动性的下降，这会不利于光固化成形工艺的进行。因此，亟需解决氧化锆陶瓷浆料低粘度和高固含量之间存在矛盾的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决氧化锆陶瓷浆料无法兼具较低的粘度和较高固含量的问题，本申请提供一种高固相氧化锆陶瓷浆料及其制备方法与应用。
[0006]第一方面，本申请提供一种高固相氧化锆陶瓷浆料，采用如下的技术方案：一种高固相氧化锆陶瓷浆料，由包含以下重量份的原料制成：氧化锆粉体80
‑
100份、分散剂1
‑
3份、引发剂0.5
‑
1份、光敏树脂8.5
‑
16份；所述光敏树脂由己二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯和聚乙二醇二缩水甘油醚按照质量比为(3
‑
5):(1
‑
3):1:1复配制得；所述分散剂为肉豆蔻酸、油酸、花生酸、端环氧基超支化聚醚中的一种或多种。
[0007]通过采用上述技术方案，第一，采用己二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯和聚乙二醇二缩水甘油醚按照上述比例复配制得光敏树脂，其中四氢呋喃丙烯酸酯和聚乙二醇二缩水甘油醚作为稀释剂，与己二醇二丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯共同配合，使得光敏树脂具有较低的粘度，将此低粘度的光敏树脂用于氧化锆陶瓷浆料的制备，能够制得粘度较低的氧化锆陶瓷浆料；第二，采用肉豆蔻酸、油酸、花生酸、端环氧基超支化聚醚中的一种或多种作为分散剂，上述分散剂具有较高的分子量，能够使得氧化锆粉体之间产生较大的空间位阻效应，增大了氧化锆粉体之间的斥力，降低氧化锆粉体团聚的可能性；
第三，上述分散剂与光敏树脂之间具有良好的亲和力，增大氧化锆粉体与体系间的锚固作用，克服粉体自重引起的沉降，提高其实际固含量。因此，本申请制得的氧化锆陶瓷浆料能够在高达重量百分比高达80
‑
90％的情况下，仍保持较低的粘度，解决了氧化锆陶瓷浆料无法兼具较低的粘度和较高固含量的问题。
[0008]优选的，所述氧化锆粉体的粒径为200
‑
600nm。
[0009]通过采用上述技术方案，氧化锆粉体的粒径在上述范围内时，粒径大小适中，在氧化锆陶瓷浆料体系中保持较好的分散性，且不易沉降，具有良好的稳定性。
[0010]优选的，所述氧化锆粉体的粒径为200
‑
400nm。
[0011]优选的，所述氧化锆粉体由粒径为200、300和400nm的氧化锆粉体按照质量比为(1
‑
3):(2
‑
5):1复配制得。
[0012]通过采用上述技术方案，选用大、中、小三种粒径按照上述质量比复配制得氧化锆粉体，具有如下作用：大粒径和中位粒径的氧化锆粉体形成较低粘度的体系，较小粒径的氧化锆粉体填充在大粒径和中位粒径的氧化锆粉体颗粒之间的缝隙中，在保证制得的陶瓷成品良好的致密性同时，具有较低的粘度和较高的固含量。
[0013]优选的，所述分散剂为端环氧基超支化聚醚和/或花生酸。
[0014]通过采用上述技术方案，端环氧基超支化聚醚具有大量的支链，且这些支链具有良好的柔顺性，能够起到很好的空间位阻效应，使得氧化锆粉体在氧化锆陶瓷浆料体系中具有良好的分散性，且专利技术人经过多次试验发现，端环氧基超支化聚醚和花生酸在提高氧化锆粉体的分散性能、降低氧化锆陶瓷浆料的粘度方面协同增效。
[0015]优选的，所述分散剂由端环氧基超支化聚醚和花生酸按照质量比为(5
‑
10):1复配制得。
[0016]优选的，所述氧化锆粉体的重量份为90
‑
100份。
[0017]优选的，所述己二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯和聚乙二醇二缩水甘油醚的质量比为4:2:1:1。
[0018]第二方面，本申请提供一种高固相氧化锆陶瓷浆料的制备方法，采用如下的技术方案：一种高固相氧化锆陶瓷浆料的制备方法，包括如下步骤：将氧化锆粉体、分散剂、引发剂和光敏树脂混合、球磨、过筛，得到氧化锆陶瓷浆料。
[0019]第三方面，本申请提供一种高固相氧化锆陶瓷浆料的应用，采用如下的技术方案：一种高固相氧化锆陶瓷浆料，所述高固相氧化锆陶瓷浆料在义齿制造行业中应用。
[0020]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请采用己二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯和聚乙二醇二缩水甘油醚复配制得光敏树脂，其中四氢呋喃丙烯酸酯和聚乙二醇二缩水甘油醚作为稀释剂，与己二醇二丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯共同配合，使得光敏树脂具有较低的粘度；采用肉豆蔻酸、油酸、花生酸、端环氧基超支化聚醚中的一种或多种作为分散剂，上述分散剂具有较高的分子量，能够使得氧化锆粉体之间产生较大的空间位阻效应，增大了氧化锆粉体之间的斥力，降低氧化锆粉体团聚的可能性；此外，上述分散剂与光敏树脂之间具有良好的亲和力，增大氧化锆粉体与体系间的锚固作用，克服粉体自重引起的沉降，提高其实际固含
量。综上，本申请制得的氧化锆陶瓷浆料兼具较低的粘度和较高的固含量。
[0021]2、本申请中优选采用粒径为200、300和400nm的氧化锆粉体按照质量比为(1
‑
3):(2
‑
5):1复配制得的氧化锆粉体，大粒径和中位粒径的氧化锆粉体形成较低粘度的体系，较小粒径的氧化锆粉体填充在大粒径和中位粒径的氧化锆粉体颗粒之间的缝隙中，在保证制得的陶瓷成品良好的致密性同时，具有较低的粘度和较高的固含量。
具体实施方式
[0022]以下结合实施例对本申请做进一步详细说明。
[0023]端环氧基超支化聚醚的制备例制备例A端环氧基超支化聚醚，按照如下步骤制得：将3.5
‑
二羟基苯甲酸154g，辛基缩水甘油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高固相氧化锆陶瓷浆料，其特征在于：由包含以下重量份的原料制成：氧化锆粉体80
‑
100份、分散剂1
‑
3份、引发剂0.5
‑
1份、光敏树脂8.5
‑
16份；所述光敏树脂由己二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯和聚乙二醇二缩水甘油醚按照质量比为（3
‑
5）:（1
‑
3）:1:1复配制得；所述分散剂为肉豆蔻酸、油酸、花生酸、端环氧基超支化聚醚中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种高固相氧化锆陶瓷浆料，其特征在于：所述氧化锆粉体的粒径为200
‑
600nm。3.根据权利要求2所述的一种高固相氧化锆陶瓷浆料，其特征在于：所述氧化锆粉体的粒径为200
‑
400nm。4.根据权利要求3所述的一种高固相氧化锆陶瓷浆料，其特征在于：所述氧化锆粉体由粒径为200、300和400nm的氧化锆粉体按照质量比为（1
‑
3）:（...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴坚，刘刚，黄勇超，彭天佑，刘俊杰，樊士团，
申请(专利权)人：深圳新致美精密齿研有限公司，
类型：发明
国别省市：